基于MATLAB与ADAMS的机械臂联合仿真研究.pdf

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1、第4期机械设计与制造2010年4月MachineryDesign&Manufacture93文章编号：1001—3997(2010)04—0093—03基于MATLAB与ADAMS的机械臂联合仿真研究马如奇郝双晖郑伟峰郝明晖宋宝玉(哈尔滨工业大学机电工程学院，哈尔滨150001)ResearchoncoordinatedsimulationofrobotarmbasedonMATLABandADAMSMARu-qi，HAOShuang—hui，ZHENGWei-feng，HAOMing-hui，SONGBao-yu(SchoolofMechatronicsEng，Harb

2、inInstituteofTechnology，Harbin150001，China)【摘要】为提高机械臂设计效率，充分利用了虚拟仿真，搭建了机械臂的虚拟仿真系统。首先在：Solidworks中建立了四关节机械臂的实体模型；然后将其导入动力学仿真软件Adams中，进行运动学及；动力学仿真；最后通过Adams与Matlab的接口模块Adams／control，利用Matlab／Simulink模块搭建了机?械臂的联合仿真控制系统，实现基于Matlab与Adams的机械臂的联合仿真。仿真结果表明机械臂系统具有较好的动态响应栉}生及较好的轨迹跟踪能力。；关键词：机械臂；联合仿真

3、；虚拟样机；运动仿真；ADAMS；MATLAB【Abstract】Toimprovethedesignefficiencyofrobotarm，avirtualsimul~ionsystemwasbuiltbyimakingfulluseofthevirtualsimul~iontechnology．First，athree-dimensionalmodeloftherobotarmwith；foUYedomWCISbuiltinSolidworkssoj~wo3"e；andthen，modelwasimportedintothedynamicsimula-二tionSo

4、ftwareAdamsforkinematicanddynamicsimulation；Atlast，throughtheinterfacemodularpart!(Adams／contro1)ofMatlccbandAdams，robotarmcontrolsystemWasestablishedbyusingsimulinkmodule：ofMatlabsoftwareandcoordinatedsimulationoffouredomWassuccessfullyimplemented．Thesimula-÷tionresultsindicatethatthecoo

5、rdinatedsimulationsystemoftherobotarmhaspreferabledynamicre一；，sponsecharacteristicsandnicerlocus—trackingability．：Keywords：Robotarm；Coordinatedsimulation；Virtualprototype；Motionsimulation；ADAMS；÷MATLAB7．·⋯．·⋯．·．⋯·⋯．·⋯．·⋯．·⋯．·⋯．·⋯．·⋯．·⋯．·⋯．·⋯．·⋯．·⋯．·⋯．·⋯··⋯．·⋯··⋯··⋯．·⋯．·⋯··⋯··⋯．·⋯··⋯··⋯··⋯

6、．·⋯··⋯··⋯··⋯．·-⋯·⋯··⋯··⋯．·⋯．‘中图分类号：TH16，TP242文献标识码：A用永磁交流伺服电机加精密行星轮减速机的传动系统，而肩、肘两1引言个关节则采用永磁交流伺服电机加谐波减速器的传动方式，末端机械臂是一个复杂的机电系统，如果按照传统的设计模式，的腕关节则直接由伺服电机驱动。机械臂三维模型，如图1所示。通过加工样机后对其进行反复测试改进，不仅很难有效地提高机械臂的性能，而且还会耗费大量的物料和时间，因此有必要借助虚拟技术，在制造物理样机之前，先建立一个虚拟的样机系统I。通过对虚拟样机系统的测试，可以发现系统的不足，并予以改进，这样既可以有效地

7、缩短机械臂的开发周期，又可以有效地提高机械臂的性能。Adams能够方便的实现多刚体系统的运动学及动力学仿真，Matlab具有强大的计算功能，并可以方便的构建控制系统[~-51。利用这两个软件建立机械臂的联合仿真系统，既可以对机械臂的运动学及动力学进行仿真分析，又可以搭建机械臂的控制图1机械臂三维模型系统，通过交互式联合仿真，可以有效地提高机械臂的性能，为实2_2机械臂运动仿真系统的建立际物理样机的研制提供技术依据。机械臂的运动学及动力学仿真需要在Adams中进行，因此2虚拟样机机械系统需要将Solidworks中建立的简化三维