基于复杂路径下的六自由度机器人动力学仿真.pdf

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1、机械设计与制造第9期MachineryDesign&Manufacture2014年9月基于复杂路径下的六自由度机器人动力学仿真李辉，黄文权，李开世(四川理工学院机械工程学院，I~t)ll自贡6430oo)摘要：虚拟样机技术是机械产品开发的一个重要仿真手段，是提高产品开发效率和节约成本的有效途径0利用SolidWorks建立六自由度雕刻工业机器人的三维模型，以D—H矩阵建立空间坐标系，将其机械臂以矩阵方式在空间坐标系中表达出来，通过对MATLABRoboticsToolbox工具箱进行二次开发，

2、完成其轨迹的逆运动求解，将逆运动求解结果及三维模型导入ADAMS进行机器人联合动力学仿真。实现了一种快速基于复杂工作路径下的六自由度机器人动力学的求解，与传统运用STEP函数求解相比，仿真轨迹更加真实、仿真结果更加可靠。关键词：机器人；MATLAB；ADAMS；动力学仿真中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：l001—3997(2015)09—0208—03DynamicSimulationof6-DOFRobotBasedonComplexTrajectoryLIHui，HUANGWen

3、-quan，LIKai-shi(CollegeofMechanicalEngineering，SichuanUniversityofScience＆Engineering，SichuanZigong643000，China)Abstract：Virtualprototypingtechnologyisanimportantlneall~ofsimulationformechanicalproductdevelopment，anditisanefectiveandcostsavingswayfor

4、productdevelopment．SolidWorksisusedtodesignthe6-DOFcarvingrobot．ThespacecoordinatesystemisestablishedbyusingtheruleofD-Handthen劂oftherobotareexpressedbyusingmatrixfo珊n￡coordinate．throughthesecondarydevelopmentoftheRoboticsToolbox，theinversesolutionof

5、thetrajectoryis~cewed．andthenthesolutionandthemodelareimportedtoADAMS幻，，meacorporatesimulationoftherobotaboutdynamic，achievingthestudyofarapidmethodofdynamicsimulationbmedonthecomplexreal。，p『kThetrajectoryislloreredandtheresultsnreiD~rgreliablewhenco

6、mparedwiththetraditionalSTEPfunctior~KeyWor~：Robot；MATLAB；ADAMS；DynamicSimulation析困难，文中通过模拟刀具在平板上进行简单图案(怕雨标志)的1引言雕刻，实现了六自由度雕刻机器人基于真实工作环境下的动力学六自由度工业机器人是复杂的机电系统，因其具有较多的仿真。自由度、较少的冗余和灵活的运作，被广泛的运用在搬运、焊接、喷涂等工业生产线上。为提升工业机器人性能、提高研发效率、降2六自由度机器人建模低研发成本，有必要在制造实

7、体样机之前，建立一个六自由度机器人的虚拟样机系统【1】，在虚拟环境中模拟机器人的运动和状态。ADAMS是一款虚拟样机分析软件，其静力学、运动学和动力学分析功能强大；MATLABRoboticsToolbox工具箱基于MATLAB研发，主要针对工业机器人的动力学、运动学、轨迹规划等。通过MATLAB和ADAMS对六自由度工业机器人进行联合仿真，快速实现基于复杂工作路径下的六自由度工业机器人动力学分析。不仅能观察工业机器人的运动特性，还能得到工业机器人各机械臂1．底座2．腰部回转3．大臂4．小臂5．

8、手腕部件6．末端执行器7加工零件8顶升机的角速度、加速度、末端速度等一系列由数据组成的结果，以及得图1虚拟工作环境到除数据与及曲线所能表达以外的许多重要的信息嘲。Fig．1VirtualWorkingEnvironments雕刻机器人运动轨迹复杂，其真实运动路径下的动力学分ADAMS建模功能较弱，很难建立复杂的三维模型，由于来稿日期：2015-02—14基金项目：过程装备与控制工程四川省高校重点实验室基金项目(GK201003)作者简介：李辉，(1988一)，男，I~t)ll绵阳人，硕士研究生，