基于ADAMS的機器人動力學仿真研究.pdf

1、一般而言，多關節(jié)通用機器人的動力學分析可歸屬于具有理想約束的完整系統(tǒng)和多剛體動力學的范疇，對機器人做動力學分析的主要目的有兩個：其一，是用于優(yōu)化控制，通過引入基于機器人動力學特性的控制規(guī)律，改善機器人控制的動態(tài)和靜態(tài)品質，實現(xiàn)更精細的軌跡跟蹤；其二，是用于優(yōu)化結構，一個合理設計的機器人系統(tǒng)應該具有盡可能輕的非線性耦合性和采用恰如其分的驅動力。本文的任務是完成上述目標的基礎性部分，即對一臺6自由度機器人進行運動學和動力學計算，并進行了相應

2、的仿真分析。 所完成的主要工作包括，建立了該機器人的串聯(lián)桿運動坐標體系，及其等效簡化結構的多剛體動力學模型，對上述模型進行了運動學和動力學分析，給出了該機器人系統(tǒng)的運動方程，并導出了其簡化結構多剛體系統(tǒng)的第二類動力學方程組。在此基礎上，還運用虛擬樣機技術對該機器人系統(tǒng)做了考慮重力影響的運動學仿真，即：先借助PRO/E的參數(shù)化建模功能建立了該6自由度機器人的虛擬三維實體模型，并將該虛擬機器人導入ADAMS平臺，再參照機器人實際的幾

3、何參數(shù)、物理特性以及約束條件，建立了該機器人的運動學仿真模型，并在有重力作用下，進行空間軌跡跟蹤的仿真，獲取了一系列的重要結果，為優(yōu)化機器人結構和提升控制品質的后續(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行仿真的做法相比，采用虛擬樣機技術可將所有仿真任務有機地結合在一起，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