简单串联机器人ADAMS仿真.doc

简单串联机器人ADAMS仿真机械系统动力学简化串联机器人的运动学与动力学仿真分析学院:机械工程学院专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:学号:指导教师:完成日期:,串联机器人研究得较为成熟,其具有结构简单、成本低、控制简单、运动空间大等优点,已成功应用于很多领域。本文在ADAMS中用连杆模拟两自由度的串联机器人(机械臂),对其分别进行运动学分析、动力学分析。得出该机构在给出工作条件下的位移、速度、加速度曲线和关节末端的运动轨迹。关键词:机器人;ADAMS;曲线;轨迹一、ADAMS软件简介ADAMS,即机械系统动力学自动分析(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems),该软件是美国MDI公司(MechanicalDynamicsInc.)(现已并入美国MSC公司)开发的虚拟样机分析软件。目前,ADAMS已经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库,创建完全参数化的机械系统几何模型,其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法,建立系统动力学方程,对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析,输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。二、简化串联机器人的运动学仿真(1)启动ADAMS/View。在欢迎对话框中选择新建模型,模型取名为robot,并将单位设置为MMKS,然后单击OK。(2)打开坐标系窗口。按下F4键,或者单击菜单【View】→【CoordinateWindow】后,打开坐标系窗口。当鼠标在图形区移动时,在坐标窗口中显示了当前鼠标所在位置的坐标值。(3)创建机械臂关节1(连杆)。单击连杆按钮,将其的长、宽、深选项,设置为300mm、40mm、10mm,。在图形区单击鼠标左键,然后将连杆拖至水平位置时,再单击鼠标左键。(4)在连杆的右端打孔。在几何建模工具栏单击打孔按钮,将半径Radius设置为10mm,深度设置为10mm,。然后在图形区模型附近单击鼠标左键,在与XY平面垂直的表面上单击鼠标左键。然后修改孔的位置,【HOLE_1】→【Modify】,在弹出的对话框中,将Center的坐标值设置成(300,,)(5)创建关节2。用(3)的方法在关节1右端孔中心处创建关节2,。然后再将关节2向内侧平移10mm。(6)添加约束。在关节1的左端与大地之间添加转动副,在关节1与关节2结合处添加转动副。单击工具栏中的旋转副按钮,并将创建旋转副的选项设置为2Bod-1Loc和NormalGrid,然后在图形区单击关节1和大地,之后需要选择一个作用点,将鼠标移动到关节1的Marker1处出现center信息时,按下鼠标左键后就可以创建旋转副,旋转副的轴垂直于工作栅格。然后用同样的方法创建关节1与关节2之间的旋转副,。(7)添加驱动。在运动副1(Joint1)和运动副2(Joint2)上分别添加旋转驱动。单击主工具栏的旋转驱动按钮,然后在选择上面创建的旋转副1,然后在图形区单击鼠标右键,在快捷菜单中中选择Modify,在编辑对话框中将驱动函数设置为30d*sin(time),。用同样的方法在旋转副2上创建旋转驱动,并将驱动函数设置为20d*time*(-1)。(8)运行仿真计算。单击主工具栏的仿真计算按钮,将仿真类型设置为Kinematic,仿真时间EndTime设置为20,仿真步数Steps设置为500,然后单击运行按钮进行仿真计算。(9)绘制运动轨迹。单击菜单【Review】→【CreateTraceSpline】,然后选择关节2右端点Marker4,再选择关节1与大地的铰接点,鼠标移动到Joint1处,单击鼠标右键,在弹出对话框中选择ground,单击OK创建运动轨迹,。(10)结果后处理。按下键盘上的F8键,界面将从View模块直接进入到PostProcess模块,。(11)后处理模块界面在后处理模块,通过菜单【View】→【LoadAnimation】可以载入动画。在仿真动画中可以播放两种动画,一种是在时间域内进行的运动学和动力学仿真计算动画;另一种是在频率域内的,播放通过现行化或者在震动模块中的计算模型的振型动画。单击播放按钮后开始播放动画,如果在播放同时按下记录按钮,在播放动画的同时也将动画保存到动画文件中,动画文件位于ADAMS的工作