基于ADAMS的工业机器人运动学分析和仿真.pdf

《基于ADAMS的工业机器人运动学分析和仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械设计与制造第5期204MachineryDesign&Manufacture2013年5月基于ADAMS的工业机器人运动学分析和仿真朱华炳，张娟，宋孝炳(合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：机器人仿真技术为机器人的优化设计和研究提供了一种便利而高效的工具，是机器人研究领域的一个热点问题和重要组成部分；基于工业机器人的机械本体结构，以机器人的D—H矩阵为理论基础建立了连杆坐标系和运动学方程，详细地分析了其正向运动学问题；利用多体动力学分析软件ADAMS建立了工业机器人的虚拟样机模型，并进行了运动

2、仿真分析，得出了机器人末端点运动的位移和速度曲线，证明了数学模型的正确性，而且为机器人的设计和研究提供了重要依据。关键词：工业机器人；D—H；ADAMS；仿真中图分类号：TH16；TP242文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)05—0204—03KinematicAnalysisandSimulationofIndustrialRobotBasedonADAMSZHUHua-bing，ZHANGJuan，SONGXiao-bing(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngin

3、eering，HefeiUniversityofTechnology，AnhuiHefei230009China)Abstract：Robotsimulationtechnologyprovidesacorzveizientandeficienttoolfortheoptimizationdesignandstuofrobotanditisahotissueandimportantpartofrobotresearchfield．Basedonthemechanicalstructureoftheindustrialro

4、bot．theconnectingrodcoordinateframeandthekinematicequationwereestablishedbyusingtheruleofD-H，andtherwardkinematicsproblemWasanalyzeddetailedlybyusingthecoordinateframe．ThevirtualprototypemodeloftheindustrialrobotWOSestablishedwiththemuhibodyaynOlnicSanalysisso／eA

5、DAMS，andthesimulationana!ysisWaseond．cted,theangulardisplacementcurveandthevelocityCH，eoftherobotendpoint’ereobtained,whichnotonlyprovedthecorrectnessofthemathematicolmodelbutalsoprovidedbca~is如furtherresearchtherobot．KeyWords：IndustrialRobot；D_lI：ADAMS：Simulatio

6、n1引言工业机器人是人类在二十世纪的重要工业技术发明，它的出现是为了适应制造业规模化生产，解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业，特别是在高温、危险和有害的作业环境中，工业机器人得到了日益广泛的应用。它不仅提高了生产效率，还大大促进了工厂自动化发展，为人类高柔性化自动化生产提供了技术和设备的保证。机器人仿真技术为机器人的设计和研究提供了一种便利工具和高效实验手段，是机器人研究领域的一个重要组成部分。机器人仿真技术的研究大大提高了机器人研制的水平，能节省大量图1工业机器人基本结构的经费和精力，并为机器人结构的

7、优化设计提供有力的依据u。因Fig．1TheBasicStructureofIndustrialRobots此，对工业机器人进行运动学仿真和分析是非常有意义的。机器人的运动由臂部和手腕的运动组合而成，通常臂部的32机器人的机械本体结构个关节，用于改变手腕参考点的位置，实现定位功能；手腕部分的以具有6个自由度的M—lOiA_T业机器人为研究对象，由机3个关节，用来改变末端操作器的姿态，是为定向机构。身、臂部、手腕和手部4部分组成，基本结构，如图1所示。其6个3机器人数学模型的建立自由度分别为腰部回转运动，大臂俯仰运动，J3

8、小臂俯仰运为了研究机器人的运动学，首先要对机器人建立数学模型。动，手臂回转运动，^手腕俯仰运动，手腕回旋运动。在建立数学模型时，选用经典的D—H法则，D—H法则是由来稿日期：2012—07—04作者简介：朱华炳，(1963一)，男，安徽怀宁人，教授，博士，主要研究方向：机电一体化装备设计与制造，制造系统工程理论及应用