基于Pro／E和ADAMS的机器人虚拟设计与仿真.pdf

第期机械设计与制造
年月
文章编号:———
基于/和的机器人虚拟设计与仿真术
侯国柱张晓峰
上海电机学院机械学院,上海
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【摘要】用/建立的机器人虚拟装配模型导入中,与机器人末端固结的点—
沿着设定的直线方向直线运动后,进行了机器人逆运动学分析,包括一点的速度、加
速度的分析以及小臂转轴的角速度、角加速度的分析。通过对机器人的逆运动学问题进行分析,得到的仿
真曲线为控制机器人的运动和路径规划提供数据参数。
关键词:机器人;虚拟样机;运动学分析;仿真
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中图分类号:, 文献标识码:
虚拟样机技术是从分析解决产品整体性能及其相关问题的文的设计内容。
角度出发,解决传统的设计与制造过程弊端的高新技术。在虚拟机器人手臂有三个转动关节,通常腰关节的转轴是铅垂的,
样机技术中,在计算机上定义零部件间的连接关系并对机械系统手臂在水平面内可绕腰关节轴转动,肩关节和肘关节的转轴平
进行虚拟装配,从而获得机械系统的虚拟样机,并对其在各种情行,且都平行于水平面,故手臂可在垂直面内转动。由三个转动关
况下的运动和受力情况进行分析,观察并试验各组成部件相互运节构成的关节组联接在小臂杆的端部,模拟人的手腕,决定末端
动情况,仿真不同的设计方案,对整个系统不断地进行改进,直到件的姿态。在运动学结构,这类机器人最像人的手臂,因而结构
获得最优的设计方案后,再进行物理样机的试制⋯。这样,能够缩最紧凑,柔性最好,可达空间最大,它甚至可以绕过障碍物到达目
短研发周期,尽量降低成本,避免不必要的损失。/具有强大标点,因而是机器人中最有前途的一种。但由于三个关节都是转
的三维造型设计功能,是专门进行动力学分析的软件,二动的,故臂端的分辨率完全取决于它在工作空间中的位置。本文
者具有很好的兼容性。最终建立的虚拟装配图,如图所示。
在/中设计好的三维装配模型可以导入里进行
运动学和动力学的仿真分析。本文采用/和软件对
三自由度机器人的虚拟设计及其仿真进行研究,来实现三自由度
机器人的精确模型设计和相关运动学分析。
机器人仿真模型
.利用/建立三维实体模型
由于在同样体积条件下,关节型机器人比非关节型机器人有
大得多的相对空间手腕可达到的最大空间体积与机器人本体外
壳体积之比和绝对工作空间,结构紧凑,同时关节型机器人的动
作和轨迹更灵活,因此该型机器人采用关节型机器人的结构。手
臂是执行机构中的主要运动部件,它用来支承腕关节和末端执行图虚拟机器人装配系统模型
器,并使它们能在空间运动。为了使手部能达到工作空间的任意机构仿真的主要参数
位置,手臂一般至少有三个自由度,三自由度机器人手臂就是本模型建立后,导入中。该模型共有四个部件,分别代
★来稿日期:——基金项目:上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金项目一
一. :基于/和的机器人虚拟设计与仿真笸甘
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地连扼其他各部件均指定成:
轴转的直线移动速度为/
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