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。     

小型双足步行机器人的机构设计及其运动仿真

小型双足步行机器人具有多关节、多驱动器、多自由度的特点,本文以人体全身17个主要关节及其运动特性为研究对象,利用三维设计软件CATIA设计出小型双足步行机器人的全身机构,根据ZMP理论,以正常人行走的“X”形交叉动作为原则,规划出其各关节转角,在ADAMS下对其虚拟样机进行运动仿真,确保实现机器人的稳定步行和做舞蹈动作。     

基于3自由度并联机器人的船载炮6维运动模拟系统

本系统基于3自由度并联机器人和3维图形仿真实现 了空间6维运动的模拟．构造了一种3自由度并联机构来模拟船的3维转动，并给出了并联平 台的运动学逆解；采用图形仿真虚拟作战环境，模拟船的3维移动，并分析了图形驱动原理 ．     

一种新型球形机器人虚拟样机的设计及运动仿真

提出了一种采用双齿轮齿条传动机构的新型球形机器人设计方案,该方案在球形机器人同一直径方向上安装两组齿轮齿条传动机构作为内部驱动装置,论文详细介绍了该球形机器人的机械结构,并通过受力分析对其直线运动和转弯运动的运动原理进行了理论分析。联合使用SOLIDWORKS和ADAMS,建立了球形机器人的虚拟样机并进行运动仿真。受力分析和运动仿真结果验证了该球形机器人结构的可行性,为物理样机后期制作提供依据。     

利用SOLIDWORKS实现焊接机器人设计和仿真

正运用虚拟样机技术在SOLIDWORKS软件平台上设计出焊接机器人模型,按照机构的结构几何尺寸,创建零件并进行虚拟样机装配。直接在运动仿真模块SOLIDWORKS Motion中通过设定运动参数进行运动仿真,并分析其运动空间、运动状态和作用力矩等。结果表明,利用SOLIDWORKS系列软件可以对焊接机器人三维实体建模和运动特性分析,验证机构设计的合理性,为焊接机器人的实际样机的试制奠定了基础。     

四足机器人动态步行仿真及步行稳定性分析

为了研究影响四足机器人动态稳定步行的因素,使用ADAMS虚拟样机软件对四足步行机器人动态步行进行运动仿真。文中详细叙述了从机器人的运动轨迹规划、将MATLAB计算数据输入ADAMS,到由ADAMS施加力和约束、建立步行机器人虚拟样机的具体方法和步骤。从理沦及仿真结果两方面对影响机器人稳定步行的因素进行了较全面的分析和验证,如步长、步行周期、起步等。通过虚拟样机实验弥补了由于客观条件限制无法在物理样机上进行的部分实验内容,发现了机器人起步方式对步行稳定性具有明显影响并进行了分析。研究结果及所用的MATLAB-ADAMS联合仿真方法对四足步行机器人的设计研究以及仿真实验工作都具有指导意义。     

基于Adams的三自由度Delta机械手的运动学仿真分析

结合自动化工业生产线对应高速轻载搬运作业的需求,三自由度Delta机械手是一种并联机器人专为拾取和放置任务而设计。本文以Delta机械手本体为研究对象,分析简化机械结构,建立Delta机械手的数学模型,求其运动学逆解算法。以改善Delta机器手运动特性为目的,采用改进修正梯形加速度在笛卡尔坐标系下进行"门"字型轨迹规划,时间耦合方式处理"门"字型方向突变问题。通过虚拟样机ADAMS与MATLAB联合仿真,获得Delta机械手运动性能参数,为研究Delta机器人轨迹优化提供一定的理论基础。     

四足步行机器人爬行步态的计算机仿真

由于机器人数学描述的复杂性,使得在机器人运动学、动力学分析方面显得较为困难,计算机虚拟仿真技术在该领域的应用为机器人的运动特性分析提供了依据.文中建立了一个连续转动式腿机构的四足步行机器人模型,并规划了该机器人的一种直线爬行步态,利用ADAMS虚拟样机软件对机器人的爬行步态进行了动力学仿真,得到了机器人各个关节相关物理量的变化曲线,分析了四个髋关节的驱动力矩在步行过程中的变化情况.通过仿真,验证了步态规划的合理性,同时为进一步选择电机、分析机器人系统的动态特性提供了依据.     

变结构并联多维振动台自由度特性与运动学分析

基于3-P(4S)构型设计并研制了一种直线电机驱动的、平衡位姿可调的变结构并联多维振动台.运用约束螺旋理论分别对子闭环初始安装为平行四边形和梯形的两种构型进行自由度特性分析.建立两种构型的运动学位姿模型,研究机构位姿输出与驱动输入的关系,通过迭代搜索法求解梯形安装时机构的非线性约束方程组.根据位姿分析,分别用反解搜索法和正解遍寻法得到两种初始安装条件下机构的可达工作空间以及梯形安装时的伴随转角空间.通过数值算例验证理论分析结果,对机构进行运动仿真,研究不同装配结构下振动台机构的运动输出特性.依据理论分析与仿真结果进行实物样机运动实验,将理论计算、仿真分析和实验的结果进行对比,进一步验证了理论分析的正确性以及样机工程应用的可行性.     

一种三自由度并联机器人机构的运动学分析

1引言 并联机器人具有输出精度高、结构刚性好、承载能力强、部件简单及运动学反解简单等许多串联机器人所没有的优点,近年来引起了机器人研究者的高度重视.其中,六自由度并联机器人方面的研究已比较深入和成熟.三自由度并联机器人是一种很有实用前景的机器人,也越来越多地引起人们的注意.三自由度并联机器人包括平面三自由度并联机器人,球面三自由度并联机器人和空间三自由度并联机器人.球面三自由度并联机器人能够实现运动平台三维转动,是一种角台形式,由静角台、动角台和三组具有一定弧度的连杆架和连杆构成,各联接处均采用转动副.这种机构结构复杂、设计困难。     

3-TCT并联机器人运动学仿真

以Pro/E环境下建立的3-TCT并联机器人的模型为研究对象,在ADAMS/View模块下,对其添加约束和驱动后,进行运动学仿真.给定动甲台的位移,测量驱动杆杆长的变化曲线,利用ADAMS/Postprocessor模块对测量结果进行后处理,可得运动学逆解;以逆解得到的驱动杆杆长的变化曲线作为驱动,添加到驱动杆上可进行运动学正向求解.正逆解仿真结果对比表明,动平台正解时的运动轨迹和逆解时的运动轨迹完伞吻合.方法避免了大量的数学计算和计算机语言编程工作,通过CAE仿真软件实现了对并联机器人的运动学仿真,为并联机器人实际样机的调试和控制提供了一套有效的分析方法.     

Dynamics of the 6-6 Stewart parallel manipulator

Recursive matrix relations in kinematics and dynamics of the 6-6 Stewart–Gough parallel manipulator having six mobile prismatic actuators are established in this paper. Controlled by six forces, the manipulator prototype is a spatial six-degrees-of-freedom mechanical system with six parallel legs connecting to the moving platform. Knowing the position and the general motion of the platform, we develop first the inverse kinematics problem and determine the position, velocity and acceleration of each manipulator’s link. Further, the inverse dynamics problem is solved using an approach based on the principle of virtual work, but it has been verified the results in the framework of the Lagrange equations with their multipliers. Finally, compact matrix relations and graphs of simulation for the input velocities and accelerations, the input forces and powers are obtained.     

Kinematics and dynamics analyses of a parallel manipulator with three active legs and one passive leg by a virtual serial mechanism

A novel CAD variation geometry approach and a virtual serial mechanism approach are proposed for analyzing the kinematics and dynamics of a parallel manipulator with three SPS-type active legs and one PU-type constrained passive leg. First, a simulation mechanism of this parallel manipulator is created, and some kinematic characteristics are analyzed. Second, the inverse formulae for solving pose and Jocabian matrix are derived, and workspace and singularity are determined. Third, a virtual serial mechanism is created, and the analytic formulae for solving active forces and constrained wrench of these parallel manipulators are derived. The analytic results are verified by using its simulation mechanism.     

基于ADAMS的仿人机器人步态规划算法仿真和实现

论文从便于算法分析和保护仿人机器人物理样机的角度,提出了先利用ADAMS建立虚拟原理样机系统,再进行步态算法仿真和实现的方法。并详细阐述了基于ZMP的仿人机器人步态规划算法,以及如何利用ADAMS对步态规划算法进行仿真。最后通过实验验证了仿真的必要性和有效性。     

架空输电线路巡线机器人越障过程运动学仿真分析

本文针对高压输电线路巡检作业,提出采用三臂结构的巡线机器人作业方案。根据该方案,进行了巡线机器人结构设计和运动学分析,利用三维参数化造型软件SolidWorks建立了该机器人的虚拟样机,利用机械系统动力学仿真软件ADAMS对巡线机器人进行了运动机构仿真,模拟机器人的实际运动状态,通过模拟和分析,寻求巡线机器人的合理结构,验证了结构设计与动作规划的合理性,得到高压输电线路巡线机器人的合理设计方案。     

Dynamics analysis of the Star parallel manipulator

Matrix relations in kinematics and dynamics of the Star parallel manipulator are established in this paper. The prototype of the manipulator is a three-degree-of-freedom mechanism, which consists of a system of parallel kinematical chains connecting to a moving platform. Knowing the translation motion of the platform, we develop first the inverse kinematics problem and determine the position, velocity and acceleration of each robot’s link. Further, the inverse dynamics problem is solved using an approach based on the principle of virtual work, but it has been verified the results in the framework of the Lagrange equations with their multipliers. Recursive formulae offer expressions and graphs for the power requirement comparison of each of three actuators in two computational complexities: complete dynamic model and simplified dynamic model.     

机器人逆运动学分析与仿真

研究机器人动态优化问题。根据机器人所持焊枪的运动轨迹,针对机器人可沿空间任意直线轨迹焊接,是焊接机器人关节控制策略中的难点,运用ADAMS软件对焊接机器人进行逆运动学求解,采用拉格朗日方法建立了系统的微分方程,运用pro/E建立了焊接机器人的三维模型,导入ADAMS中添加约束关系和设置仿真参数后建立焊接机器人的虚拟样机模型,对机械手沿空间任意直线轨迹运动的工况进行了逆运动学仿真,得到了各关节的角速度和角加速度曲线,并根据仿真结果提出了使焊接更加平稳的改进方案,结果表明方法不仅为焊接机器人的路径规划提供了参考数据,而且保证了焊接机器人在焊接过程中优良精确的动态特性和静态特性,具有重要的工程实际意义。     

Kinematics analysis of an offset 3-UPU translational parallel robotic manipulator

The parallel robotic manipulator has attracted many researchers’ attention and it also has growing applications to different areas. This paper proposes a 3-UPU (universal–prismatic–universal) translational parallel robotic manipulator with an equal offset in its six universal joints, based on the zero offset 3-UPU parallel manipulator. The kinematics of the new manipulator is analyzed and its inverse and forward kinematics solutions are provided. The conclusion is that its forward kinematics has 16 solutions instead of two in the zero offset manipulator.