基于ADAMS的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)仿真研究.pdf

1、一般而言，多關(guān)節(jié)通用機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)分析可歸屬于具有理想約束的完整系統(tǒng)和多剛體動(dòng)力學(xué)的范疇，對(duì)機(jī)器人做動(dòng)力學(xué)分析的主要目的有兩個(gè)：其一，是用于優(yōu)化控制，通過(guò)引入基于機(jī)器人動(dòng)力學(xué)特性的控制規(guī)律，改善機(jī)器人控制的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的軌跡跟蹤；其二，是用于優(yōu)化結(jié)構(gòu)，一個(gè)合理設(shè)計(jì)的機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)該具有盡可能輕的非線性耦合性和采用恰如其分的驅(qū)動(dòng)力。本文的任務(wù)是完成上述目標(biāo)的基礎(chǔ)性部分，即對(duì)一臺(tái)6自由度機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算，并進(jìn)行了相應(yīng)

2、的仿真分析。 所完成的主要工作包括，建立了該機(jī)器人的串聯(lián)桿運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)體系，及其等效簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的多剛體動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)上述模型進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，給出了該機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程，并導(dǎo)出了其簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)多剛體系統(tǒng)的第二類動(dòng)力學(xué)方程組。在此基礎(chǔ)上，還運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)該機(jī)器人系統(tǒng)做了考慮重力影響的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，即：先借助PRO/E的參數(shù)化建模功能建立了該6自由度機(jī)器人的虛擬三維實(shí)體模型，并將該虛擬機(jī)器人導(dǎo)入ADAMS平臺(tái)，再參照機(jī)器人實(shí)際的幾

3、何參數(shù)、物理特性以及約束條件，建立了該機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模型，并在有重力作用下，進(jìn)行空間軌跡跟蹤的仿真，獲取了一系列的重要結(jié)果，為優(yōu)化機(jī)器人結(jié)構(gòu)和提升控制品質(zhì)的后續(xù)研究工作提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息。 上述工作還表明，與其他借助各種編程語(yǔ)言搭建仿真平臺(tái)和進(jìn)行仿真的做法相比，采用虛擬樣機(jī)技術(shù)可將所有仿真任務(wù)有機(jī)地結(jié)合在一起，從而可以極大地提高工作效率，避免了其他做法存在的編程過(guò)程復(fù)雜、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、對(duì)研究人員要求高、通用性不高和為不同項(xiàng)目搭