基于ADAMS的非夹持物体驱动研究.pdf

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1、·信息技术·刘伟健．等·基于ADAMS的非夹持物体驱动研究基于ADAMS的非夹持物体驱动研究刘伟健，孙志峻，张泉f南京航空航天大学：a．机电学院，b．航空宇航学院，江苏南京210016)摘要：在高温、高辐射、强磁等极端恶劣环境下，对于易破碎、易变形的物体，无法使用常规夹具夹持来进行操作。根据上述需求，设计了一个由超声电机直接驱动的非夹持物体驱动机构样机采用Pro／E对其进行三维建模，随后在ADAMS环境下进行了运动学和动力学仿真，为实物样机的实时控制提供了依据。关键词：非夹持；摩擦；超声电机；仿真中图分类号

2、：TP391．9文献标志码：B文章编号：1671-5276(2015J02一Oll3—05ResearchonDrivingofNon-gripping0bjectsBasedOHADAMSLIUWei-jian，SUNZhi-jun，ZHANGQuan(a．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，b．CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics；Nanj

3、ing210016，China)Abstract：Foreasilybrokenanddeformableobjects，itisunabletomovethemwiththetraditionalgrippingmethod，especiallyundertheextremeconditionssuchashightemperatureandradiationandstrongmagneticfields．Accordingtotheaboverequirements，aprototypeisdesign

4、edtodrivethenon·grippingobjectsbasedonultrasonicmotor．ThesoftwarePro／Eisusedtodevelopthethree-dimensionalmode1．andthenthekinematicanddynamicanalysisatecarriedoutusingADAMS．Thesimulationresultsprovidethebasisofthereal-timeexperimentdesign．Keywords：non-gripp

5、ing；friction；ultrasonicmotor；simulation比具有以下优点：1)结构紧凑、质量小；2)断电自锁；3)O引言不受磁场和电场的影响；4)直接驱动，定位精度高等。首先利用Pro／E在偏置曲柄滑块机构的基础上，设计目前．在一些极端恶劣的环境，如高温、高辐射、强磁了一个连杆机构来驱动非夹持物体．随后利用ADAMS对条件等．远距离驱动技术得到了广泛的应用。通常这些驱其进行运动学分析和运动规划．最后对仿真结果进行了动机构都是由电磁电机驱动，为了获得合适的工作速度，分析。不得不利用减速机构

6、．从而增加了机构的复杂性；另外对于一些易破碎、易变形的物体，无法使用常规夹具夹持来1样机的机构设计使它们移动或定位。基于上述分析，本文对如何利用摩擦驱动平板上的非夹持物体的运动进行了研究。对大量的根据偏置曲柄滑块机构，设计出了非夹持物体远距离科技文献数据库进行检索，发现涉及平板操控的文献很驱动机构，结构简图如图1所示。平板通过细长杆沿轴少。Arai探讨了操纵六自由度机械臂在平板上推立方体的直线运动与绕x轴旋转运动来改变平板上物体的位置沿其边进行滚动的操控策略。Lynch探讨了一个圆球在与姿态。根据细长杆沿轴

7、的直线运动生成方式的不同。平板两侧连续来回滚动的问题．研究内容涉及平板的外形有两种方案可供选择：不同点在于关节2处是否有自由设计和运动规划。Amagai利用视觉信息，开展了六自由度。1)关节2处有一个旋转自由度，细长杆的直线运动度机械臂对平板上的物体进行操控实验研究。Rezaiki研是由关节1和关节2处自由度的协同产生的，这样做有利制了基于水平单向振动三自由度平板的万向平面式机械于避免奇异位形，可以减小支撑点所受的径向力，但由于臂。Bohringer探讨了基于弹簧振动模型的小零件在非刚重力的原因，这种方案增

8、加了关节1处的负荷．此外由于性平板上的弹跳运动问题。Vose探讨了在任意方向具有两处自由度需要协同工作，增加了控制的难度：2)关节2振动性质的平板上．零件滑移的无传感控制。MitsuruHi—处没有自由度，细长杆的直线运动是由关节1处旋转自由gashimori等日本学者研究了基于普通伺服电机的平板操度单独形成的，这样做可以控制过程简单。易于实现．但不控系统。分析这些研究的课题，发现所用的驱动器都是传利于避免奇异位