基于ADAMS的6自由度机器人的正解与逆解.pdf

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1、第23卷第5期2010年9月机电产品开崖与钏新Development＆InnovationofM小’hInPn＆ElectricalProductsV01．23，No．5Sep．，2010文章编号：1002—6673(2010)05—001-02基于ADAMS的6自由度机器人的正解与逆解陆由斌，胡国栋，吕健，刘加磊(芜湖奇瑞装备有限责任公司机器人项目组，安徽芜湖241009)摘要：利用矩阵求解机器人的正解和逆解来研究机器人的运动学和动力学的方法较为普遍，但计算量大且容易出错，本文应用ADAMS软件设立一般点运动设定机器人的末端运动

2、轨迹，方便的求得了机器人各轴的位置运动曲线，为机器人的设计定型和物理样机的设计提供分析依据。关键词：ADAMS软件；运动学分析；正解；逆解中图分类号：TP24文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002-6673．2010．05．001NomalandInversePoseSolutionsto6一DOFRobotBaseonADAM。SLUYou—Bin。HUGuo—Dong，LVSan．LIUJ；q一．Lei(RoboticsProJectGroupofCheryEquipmentCo．，Ltd．，WuhuAn

3、hui241009，China)Abstract：Itisacommonwaytosmaykinematicsanddynamicsofrobotwithmatrixoperation．butitisatimeconsumingworkando丘engetmistakes．ThispaperuseADAMSsof．nⅣareestablishedageneralpointofmovementtOsettheendoftherobottrajectory．itiseasytoob-tamthepositionofeachaxismo

4、vementcurve，whichprovidereferencefortherobotdesignandthephysicalprototypeofthedesign．Keywords：ADAMSsoftware；kinematicsan■ysis；positivesolution；inversesolutionO引言机器人运动学就是要建立各种运动构件和末端执行器空间的位置、姿态之间的关系，为机器人位置的控制提供分析的手段和方法。在机器人的运动学研究中，存在着两类基本问题：一是正解问题：二是逆解问题。在这两类问题中，正解问题是简

5、单的．而且其解是唯一的，相比之下求解逆问题则要复杂的多．而且其解具有多解性，并存在着各关节变量之间的耦合，这给问题的求解带来r闲难，往往要借助数学技巧以及实际工程应用对其模型进行简化，以求得最佳近似解。在以往求解机器人逆解问题时，需要根据机器人的机械结构列出机器人的手部和驱动器之间的矩阵方程进行计算，计算复杂且计算量大，浪费大量的时间和人力。利用ADAMS软件可以方便的分析机器人的动力学性能．为机器人的收稿日期：2010—06—25基金项目：国家重大专项(2009ZX04013—011)作者简介：陆由斌(1977-)，男，硕士研究

6、生。主要从事工业机器人的研究和开发；胡国栋(1978一)，男，机械工程师。主要从事工业机器人的研究和开发。设计定型和物理样机的设计提供分析依据。1建立机器人的样机模型在三维软件中对机器人进行建模并赋予材料属性。为了尽可能地简化虚拟样机模型，在虚拟样机仿真运动完整的前提下．三维模型的零件数量应尽可能的少。因此，只保留主要的部件，忽略诸如螺钉、螺母、密封圈等小零件后导入ADAMS，在ADAMS操作环境中。对机器人模型的各个部件进行运动约束．底座和大地、各电机和机器人、电机座和小臂杆、焊钳和手腕等均采用周定副连接：所有小件和各自的部件装

7、配体采用合并的方式；各转动轴采用旋转铰链连接；平衡缸导杆和导套之间建立移动副。为了让虚拟样机各装配体的质心与质量和理论实体的相同．可以在ADAMS软件中对其质量和质心进行修改．使其质量和空间整体布局等和物理样机基本相当。图1为在SolidWorks中建立的6自由度机器人导人ADAMS中的机器人虚拟样机模型。2基于ADAMS的机器人运动学求解6自由度机器人运动复杂．即便是想实现机器人末端简单的直线运动也需要多轴配合，通过设定机器人主·开发与创新·动轴的运动直接定义机器人的末端运动非常困难。利用ADAMS软件提供的一般点驱动功能以及将

8、曲线转换为样条曲线等功能．可以方便的解决此同题(tl。图1机器人虚拟样机模型2．1机器人运动学求解流程Fig．1Thevirtual圳。7。。。7、。。_。。r。。、。。Tum。工prototypemoddofthe如图2所示，首先在机器robot