基于RecurDyn的3D打印并联机器人机构的运动学分析与仿真.pdf

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1、第3期机械设计与制造2016年3月MachineryDesign＆Manufacture243基于RecurDyn的3D打印并联机器人机构的运动学分析与仿真毕长飞(辽宁地质工程职业学院机电系，辽宁丹东l18008)摘要：以3D打印并联机器人3-PUU机构为研究对象，对其进行运动学分析。通过坐标的方式对3-PUU机构进行运动逆解。推导出映射并联机构的主动关节输入速度矢量和动平台输出速度矢量关系的雅可比矩阵。利用Pro／E三维建模软件建立了虚拟样机模型，通过多体系统动力学仿真软件RecurDyn对实体模型进行了运动学仿真分析验证了理论求解的正确性，通过该仿真分析，不仅能直

2、观地证明所建立的数学模型的正确性，更为以后的并联机器人机构的动力学分析、轨迹规划控制奠定了基础，也为机构的优化设计提供了方向。该机构在3D打印、医用机器人等领域有潜在的应用前景。关键词：3D打印；并联机器人；雅可比矩阵；运动学；Jt拟样机中图分类号：TH16；TH112文献标识码：A文章编号：1001—3997(20l6)03—0243—04TheKinematicAnalysisandSimulationof3DPrintParallelRobotMechanismBasedonRecurDynBIChang_．fei(MechanicalandElectrical

3、Department，LiaoningGeologyEngineeringVocationalCollege，LiaoningDandong118008，China)Abstract：Taking3-PUUparallelrobotmanipulatorappliedinthepracticalapplicationfor3Dpriming05theresearchobject，thekinematicsanalysisofthemechanismWO$produced~Thekinematicsinversesolutionanalysiswasdeducedbyc

4、oordinatetransformationtheory，What’Smore，theJacobianmatrixthatexpressed琥erelationshipbetweentheinputoftheactivejointandoutputofthemovingplatformvelocityvectorderived．Thevirtualprototypemodelwasestablishedbyusing3DmodelingPro／E，thekinematicsimulationanalysiswasproducedbythemulti-bodydyna

5、micssimulationsoil,wareRecurDyn，andthetheoreticalsolutionswereefectivelyverified．ThroughthesimulationanalysisitCannotontyprovidethecorrectmathematicalmodel，butalsopaythefoundationfordynamicsanalysisandthetrajectoryplanningcontrolandprovidethedirectionof叩tm如sThismechanismhasapotentialapp

6、licationprospectinthefieldsofmedicalrobotsand3Dprint．KeyWords：3DPrinting；ParallelManip~aWr；Jacobian；Kinematics；VirtualPrototyping1引言析是评价并联机构性能好坏的基础，也是并联机构进行尺度综合的重要依据。文南直用仿真分析软件ADAMS研究了3-RRC并联并联机器人与串联机器人相比较存在以下优点：刚度大、承机器人机构的运动学正解仿真分析。文献噬于ADAMS对3-PIT载能力强、精度非常高、自重负荷比小等等，因此其应用前景十分广阔，现在已经引起了

7、广大国内外学者的关注，并且成为近十几并联机构进行运动学和动力学仿真分析。文献咐对Stewart机器年来的一个研究热点【1。目前，并联机器人机构可应用在医疗、3D人进行了运动学和动力学理论分析和研究。打印、娱乐、机床、天文、运动模拟器等方面[~-31。面向机器人机构学RecurDvn(RecursiveDynamic)全称是机械系统多体系统动国际学术前沿与国家发展高端装备的现实要求，围绕提出的3D打力学分析软件。RecurDyn软件以多体动力学为核心建立起来的印并联机器人进行运动学分析，并通过多体系统动力学仿真软件以描述机械系统的运动规律、运动特性为目