基于ADAMS的并联机器人动力学仿真.pdf

专题报导

基于!"!#$的并联机器人动力学仿真"

!赵光霞*!刘爱荣(!马履中(
*N镇江机电高等职业技术学校江苏镇江(*(#*$
(N江苏大学智能机械与机器人研究所江苏镇江(*(#*$

摘要0应用机械系统动力学仿真分析软件12134，建立了一种并联机构的虚拟样机模型。对并联机器人进行动力
学分析，为并联机器人系统的设计、制造和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数。
关键词：并联机器人!"!#$仿真动力学
中图分类号：5-(+(文献标识码：1文章编号：*###6+77)!(##7’#+6###+6#(
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12134（1D:?H=:9I2FG=H9I1G=EFJ9J?@39I;G=G9I=E出，上述属性均可由用户根据实际情况修改，用户甚至
4FJ:<H）是由美国32P公司开发的一套功能十分强大可以改变重力加速度的大小和方向S*T。图(为12134
的机械系统动力学分析软件，是基于虚拟样机技术和中的$,-./.并联机构建模图。
多体动力学理论的机械系统仿真分析软件。用户利用应用12134QR9<B中提供的零件库，依次将定长
该软件可以快速、方便地创建复杂系统的多体动力学杆和动平台按上述结构尺寸添加到模型中。因为机构
虚拟样机模型，在几何模型上施加力、力矩和运动激是空间机构，所以可先在空间建立一些点，然后根据点
励，执行一组与实际状况十分接近的运动仿真测试。目的位置确定空间机构的位置关系。动平台的建立应用
前已经成为世界上使用最广的机械系统仿真分析软了零件库中的平板类零件，定长杆的建立应用了零件
件，其独特的虚拟样机功能日益受到工程研究人员的库中的圆柱类零件。由12134计算自由度如图$所
青睐。现结合$,-./.并联机器人，利用12134软件示，显示机构自由度为$。
实现对其参数化建模及动力学仿真。
&动力学仿真
并联机构仿真模型的建立
%机器人各关节连杆的位置关系及速度关系取决于
$,-./.并联机器人由运动平台、固定平台及连机器人的几何结构，而与各连杆的质量无关。但是，对
接两平台的$条支链组成，两平台均为正方形，每条支于给定的各关节连杆的驱动力或力矩，机器人的位姿
链都有*个移动副（-）、(个转动副（.）和*个万向节（/）将发生什么变化，
%$
组成，其中与静平台相连接的$个移动副是主动副。其运动的动态过(#"
&
$,-./.机构简图如图*所示。其结构参数如下：动平程如何，不仅取决
(*
台边长*##HH，$个移动副的初始杆长均定为*##HH，于其几何结构，而’*

其余各定杆长统一定为*##HH。且还依赖于各关((’(
提供了丰富的零件几何图形库，约节连杆的惯性即
12134QR9<B!’$
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束库和力、力矩库，它采用作为实体建模的质量’。并联机构$#
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核，并且支持布尔运算，具有界面友好、操作方便的特的动力学研究包!*!$’+
)$
点。在建模过程中12134自动将相邻的实体赋予不括机构动力学模

同的颜色，以便区分，因此色彩渲染效果逼真。模型的型的建立、受力分)(
缺省材料为钢，各部分实体重心缺省位置在其形心，实析、惯性力计算、

)*
体转动惯量由12134中的相应模块根据实体尺寸算动力平衡、动力响
应等方面，其中动
国家自然科学基金资助项目编号：
"!"#$%"#&%’)#
力学模型的建立#图*$,-./.机构简图
收稿日期：(##)年*#月

!!""#$%机械制造9:卷第;<=期
专题报导

#图&"#"$%计算机构自由度
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图中的并联机构建模图
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#图.%轴移动副驱动力曲线图
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"+1!结论
#图0#和$轴移动副驱动力曲线图
应用软件三维实体建模方法，可以把并
是诸多动力学问题中最重要的一个方面。在一定载荷"#