ADAMS在机械原理课程教学中的应用

利用ADAMS软件可以对机构进行静力学、运动学和动力学分析,采用ADAMS对机械原理中各种机构进行三维运动仿真后验证机构设计的合理性,观察主要的数据变化以及模型的运动情况。激发了学生的学习的兴趣,增强了教学效果。     

虚拟样机技术在汽车变速箱设计中的应用

该文在介绍机械系统动态仿真理论基础,分析机械系统动力学分析软件ADAMS／Engine模块中齿轮传动的算法原理和参数化建模方法基础上,采用虚拟样机的方法对某型号汽车六档变速箱进行仿真分析。在Pro／Engineer中建立了汽车变速箱的三维模型,结合ACF方法在ADAMS／View中实现了换档变速过程的运动仿真,在ADAMS／Engine模块中建立变速箱传动齿轮的参数化动力学模型,并对第五档斜齿圆柱齿轮的传动进行了动力学仿真分析。在模型输入端输入转矩作为动力,在输出端施加各种模拟载荷,仿真后得到了与实验基本一致的动力响应曲线。该文为齿轮和轴的强度校核、机构优化及噪声控制提供了依据,为改进和优化变速箱提供了有效的实验方法。     

基于ADAMS的并联机器人运动学和动力学仿真

应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS,建立了Stewart型并联机构的虚拟样机模型,包括对并联机器人各部件的简化方法、在ADAMS中的模型描述及仿真过程控制,并利用该虚拟样机模型对并联机器人进行了运动学和动力学分析。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。实现了在计算机上通过使用CAE仿真软件朱对并联机器人的运动和动力性能进行分析,为并联机器人的设计提供了一套有效的分析方法。     

一种嵌入ADAMS解算器的UG运动分析研究

在机械系统研究中，建模、运动学分析、动力学仿真、优化设计等几个方面通常采用ADAMS综合地进行。由于ADAMS的价格高昂，中小型企业迫切需要找寻其它新的工具来代替ADAMS。UG软件的一个CAE模块——UG／motion嵌入了ADAMS的核心解算器．具有机械系统专业仿真软件的基本功能和一些特殊的优点。通过UG／motion的功能分析和归纳应用UG／motion进行运动学分析和仿真的基本步骤和基本算法来验证UG／motion的适用性。该算法源于ADAMS的解算器，因而既快速又准确。此外还举出实例对某种运动机构进行了运动仿真，并将仿真结果以仿真动画、电子表格和曲线图的形式输出。鉴于此UG／motion可以代替ADAMS对一般产品进行基本的运动分析。     

基于虚拟样机技术的平面机构运动精度渐变分析

运动副间隙不可避免的存在于机械系统中,且随着摩擦磨损其尺寸不断变大,导致系统运动学和动力学性能的渐变恶化。基于三维建模软件SolidWorks和虚拟仿真软件ADAMS,建立含运动副间隙的平面机构模型,进行动力学仿真。并且考虑运动副处的摩擦磨损,对ADAMS仿真数据进行后处理,通过Matlab离线计算运动副磨损量,得到时变的运动副间隙尺寸。将磨损后的运动副尺寸更新到ADAMS模型仿真,进而得到机构运动精度的渐变过程。结果表明,运动副磨损区域非均匀分布,机构运动精度及动态性能随运行时间逐渐恶化。     

单超声电机驱动两足行走机器人的设计分析研究

鉴于超声电机低速大扭矩的优点,采用了单超声电机来驱动两足行走机器人,选用PRO/E对机构进行了结构设计,运用ADAMS对模型进行了仿真和运动学、动力学分析,对机器人的关键尺寸进行了优化设计。研究证明:该机构合理可行,为今后物理样机的制造提供了重要依据。     

基于ADAMS的输电线路移动机器人越障仿真

移动越障机构是输电线路移动机器人的基础,也是目前制约线路移动机器人发展的技术障碍之一.采用SolidWorks三维建模软件和ADAMS动力学仿真分析软件在虚拟环境中建立双臂移动机器人的仿真模型.通过避障路径规划生成运动仿真数据,在ADAMS虚拟环境中实现双臂移动机器人的稳定越障.仿真结果表明:双臂移动机器人的两臂交错滑移结构设计能够满足行走要求,且避障路径规划方法可行,仿真数据可为下一步双臂移动机器人物理样机的研制提供理论参考.     

基于ADAMS的多刚体动力学简化建模与仿真

摘 要：应用多刚体动力学理论在 ADAMS 软件中对复杂模型进行简化建模与仿真,解决 复杂模型在 ADAMS 中建模过程繁琐、仿真过程计算效率低等问题。首先对简化建模方法的多 刚体动力学理论进行了分析;然后提出了基于 ADAMS 简化建模的具体方法,着重研究了使原 模型和简化模型中心主转动惯量、中心惯量主轴连体基方向相同的数学方法;最后,将该简化 建模方法应用到过山车单车模型上,并对仿真结果进行对比分析。结果显示基于 ADAMS 的多 刚体动力学简化过山车模型与原模型的仿真效果基本相同。该简化建模方法能有效提高复杂模 型在 ADAMS 中的建模效率和仿真的计算效率。     

欠驱动多指机械手抓取能力分析与优化研究

给出两种模块化欠驱动手指的优化设计方法,分析了采用曲柄滑块以及四连杆机构可实现欠驱动,并减少驱动电动机数。采用D-H参数法建立手指运动学模型,并对模型采用正运动学求解。借助于ADAMS仿真软件对机械手建模并进行运动学仿真,研究并分析了欠驱动手爪在不同抓取模式下的运动特性及抓取能力,验证了欠驱动手爪抓取的多样性。最后,在精确建立运动学模型的前提下,以中心滑盘连接手指处所受应力最小为目标,对基指节内推杆的长度及摆动的角度进行参数优化,有效地增强了欠驱动手爪抓取的实用性和可靠性。     

并联机器人机构的虚拟样机运动仿真实验研究

以先进制造装备中的机器人工作台为应用背景,研究一种具有四个自由度的新型并联机器人机构。对这种机构的结构作了简要介绍,对其运动特性和自由度作了理论分析和计算。运用虚拟样机技术,在ADAMS软件平台上构建该并联机器人机构模型。按照机构的结构几何尺寸计算各转动副的位置坐标,创建连杆等零件和各转动副,设定驱动副和初速度以及进行运动仿真实验。对仿真结果进行分析。实验和分析结果证明理论分析方法是正确的。此外还说明,完全可以运用ADAMS软件完成并联机构的运动特性分析虚拟样机实验,为并联机构的结构综合提供了一种新的实验方法。     

Optimum synthesis of a four-bar mechanism using the modified bacterial foraging algorithm

This paper presents the mechanical synthesis of a four-bar mechanism, its definition as a constrained optimisation problem in the presence of one dynamic constraint and its solution with a swarm intelligence algorithm based on the bacteria foraging process. The algorithm is adapted to solve the optimisation problem by adding a suitable constraint-handling technique that is able to incorporate a selection criterion for the two objectives stated by the kinematic analysis of the problem. Moreover, a diversity mechanism, coupled with the attractor operator used by bacteria, is designed to favour the exploration of the search space. Four experiments are designed to validate the proposed model and to test the performance of the algorithm regarding constraint-satisfaction, sub-optimal solutions obtained, performance metrics and an analysis of the solutions based on the simulation of the four-bar mechanism. The results are compared with those provided by four algorithms found in the specialised literature used to solve mechanical design problems. On the basis of the simulation analysis, the solutions obtained by the proposed algorithm lead to a more suitable design based on motion generation and operation quality.     

3-CPS并联机器人的机构分析及仿真研究

由于传统Stewart平台有支链运动耦合和工作空间小的缺点,因此以串并联混合机构形式,提出一种新型的六自由度并联机构。为解决运动耦合和工作空间小的问题,并且在保证运动精度的前提下降低生产成本,主要运用矩阵代数工具分析了该机构的反向运动学,运用数值迭代解法分析了该机构的正向运动学,并对该机构的速度加速度进行了分析。通过Adams仿真软件对运动学模型进行数值验证及分析,深入研究了该机构的运动特性和线性度,实验结果证明这种机构具有运动解耦特性和旋转对称性,可以进行良好的线性运动。通过Matlab仿真软件分析对机构驱动器的误差进行研究,实验结果证明该机构用于天文望远镜支撑平台时,保证动平台的运动精度的同时降低了生产成本。     

A compact smoothing-differentiation and projection approach for the kinematic data consistency of biomechanical systems

The estimation of the skeletal motion obtained from marker-based motion capture systems affects the results of the kinematic and dynamic analysis of biomechanical systems. The main source of error is the inaccuracy of velocities and accelerations derived from experimentally measured displacements of markers placed on the skin of joints. This error is mainly due to the amplification of high-frequency low-amplitude noise introduced by the motion capture system when the raw displacement signals are differentiated. Another source of error is the skin motion artifact that produces violations of the kinematic constraint equations of the multibody system. An integrated smoothing-differentiation-projection approach to ensure the kinematic data consistency in the context of the analysis of biomechanical systems is presented. The raw data differentiation problem is solved by applying a single-step smoothing-differentiation technique based on the Newmark integration scheme. A systematic multibody procedure is proposed based on the projection of the positions and its smoothed derivatives into their corresponding constraint manifolds to ensure the kinematic data consistency. Several benchmark kinematic signals that include an acquired nonstationary mono-dimensional motion of biomechanical origin and computer generated data of a four-bar mechanism were processed using the proposed method to study its performance.     

基于Adams的风机机械动力学分析

介绍风机组成和工作原理,建立风机三维模型,用Adams对风机机构进行动态仿真分析,得到关键运动部件的运动规律曲线和动力学分析曲线,结果表明Adams对复杂机构的仿真准确可靠.得到叶片与基轴之间的速度、角速度和力矩分析曲线,零部件间冲击和扰动产生的动力学响应,为风机减振降噪的优化设计提供参考.     

基于Solid Edge平面四杆机构运动分析与仿真

文章介绍了在Solid Edge环境下,用Visual Basic作为开发工具,实现平面四杆机构运动分析与仿真软件的原理与方法.用二次开发方法建立了平面四杆机构的三维构件模型与装配模型,在运动分析的基础上,对其位移、速度、加速度以及给定点轨迹进行了研究,并给出了列表和线图形式的结果,利用Solid Edge的装配设计关系,实现了平面四杆机构的运动仿真.     

Feedback Control of Planar Linkages Using a Linearizing Filter: Theory and Experiments

The motion control of mechanical systems with flexible links is investigated. Issues addressed are the modeling and simulations, the design of a feedback control scheme and its implementation on an actual system. The modeling method used is a combination of a spline-based spatial discretization technique and the natural orthogonal complement of the kinematic constraints that eliminates the constraint forces and moments from the mathematical model. The control algorithm consists of two parts, namely, the uncoupling of nonlinear equations of motion and the filtering of consequent nonworking constraint forces. This control scheme is implemented on a prototype four-bar flexible mechanism. Results show that the proposed control scheme provides successful trajectory tracking while suppressing the vibration triggered by a doublet-type of disturbance.     

“妙手”系统机械结构设计与优化

为了辅助医生更好地完成显微外科手术,开发了一种主从异构的显微外科手术机器人系统——“妙手”系统．“妙手”系统的主手为商业化的Phantom Desktop主手,从手为针对显微外科血管缝合而设计的“妙手”从手．从手包括位置机构和姿态机构．位置机构通过丝传动实现双四连杆机构的运动特性;姿态机构采用三轴交汇于一点的设计思想．通过分析双四连杆机构的运动特性,根据Angeles运动灵活度指标对双四连杆机构进行了优化．结果表明：当双四连杆机构前三级杆等长且I级杆与III级杆垂直时,机构运动灵活度取最大值．     

一种新型高精度动平衡测量系统

根据瞬时运动中心的概念,提出了一种新型高精度动平衡测量系统.分析了该振动系统的机械结构特点,阐明了实际测量系统与虚拟测量系统的关系,推导了求取不平衡质量的平面分离方程.该系统由两个四杆机构通过柔性铰链串连组成,保证振动中心位于两个支承处,提高了平面分离度;将压电传感器安装在同一平面内,减小了外界环境因素对传感器的影响;最后采用FFT高精度提取整周期采样到的不平衡振动信号的参数.实验结果表明了该新型动平衡测量系统的优越性.     

柔性机器人协调操作闭链负载机构的一般模型

本文利用闭链刚性负载内部运动参数之间的微分关系,在单柔性机器人有限元动力 学模型基础上,建立了系统的运动学和动力学协调约束条件,首次导出了基于负载运动任务 参数的柔性机器人协调操作闭链刚性负载的动力学方程,并给出了两3R柔性机器人协调操作 刚性四杆机构的仿真算例．     

超精密微操作器设计和建模研究

通过分析单、双平行机构的优缺点,设计了一种低耦合位移和集中应力的复合四杆机构微操作器,建立了集中应力模型,并利用拉格朗日等式对其动态特性进行了建模研究;采用有限元方法对微操作器进行了静态和动态分析,并对其静、动态特性进行了试验测试.解析模型、有限元仿真与实验结果的一致证明了解析模型的正确性,为微操作器的设计提供了简单可靠的设计方法和理论依据.