基于ADAMS的機(jī)器人動力學(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)和多剛體動力學(xué)的范疇，對機(jī)器人做動力學(xué)分析的主要目的有兩個：其一，是用于優(yōu)化控制，通過引入基于機(jī)器人動力學(xué)特性的控制規(guī)律，改善機(jī)器人控制的動態(tài)和靜態(tài)品質(zhì)，實現(xiàn)更精細(xì)的軌跡跟蹤；其二，是用于優(yōu)化結(jié)構(gòu)，一個合理設(shè)計的機(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)動力。本文的任務(wù)是完成上述目標(biāo)的基礎(chǔ)性部分，即對一臺6自由度機(jī)器人進(jìn)行運動學(xué)和動力學(xué)計算，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)桿運動坐標(biāo)體系，及其等效簡化結(jié)構(gòu)的多剛體動力學(xué)模型，對上述模型進(jìn)行了運動學(xué)和動力學(xué)分析，給出了該機(jī)器人系統(tǒng)的運動方程，并導(dǎo)出了其簡化結(jié)構(gòu)多剛體系統(tǒng)的第二類動力學(xué)方程組。在此基礎(chǔ)上，還運用虛擬樣機(jī)技術(shù)對該機(jī)器人系統(tǒng)做了考慮重力影響的運動學(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)器人的虛擬三維實體模型，并將該虛擬機(jī)器人導(dǎo)入ADAMS平臺，再參照機(jī)器人實際的幾

3、何參數(shù)、物理特性以及約束條件，建立了該機(jī)器人的運動學(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言搭建仿真平臺和進(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程復(fù)雜、費時費力、對研究人員要求高、通用性不高和為不同項目搭