基于虚拟样机的DELTA并联机械手动力学仿真和伺服选型.pdf

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1、2012年11月机床与液压NOV．2012第4o卷第21期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．40No．21DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．21．041基于虚拟样机的DELTA并联机械手动力学仿真和伺服选型郎需林，徐凯，张岳，张承瑞(山东大学机械工程学院，山东济南250061)摘要：通过编程逆解DELTA机械手最大运动空间轨迹；采用虚拟样机技术，利用ProE／Mechanism和ADAMS软件对DELTA并联机械手进行动力学仿真，对比验证机构仿真结果，得出驱动轴运动

2、参数；在此基础上，提出一种伺服电机精确选型的新方法。所建立的虚拟样机模型也为DELTA机械手的研究提供了一个运动学分析和控制的平台。关键词：DELTA并联机械手；虚拟样机；动力学仿真；伺服选型；运动平台中图分类号：TP24文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)21—154—3KinematicSimulationandServeMotorSeleetiontoDELTAParallelManipulatorBasedonVirtualPrototypeLANGXulin，XUKai，ZHANGYue，

3、ZHANGChengrui(SchoolofMechanicalEngineenng，ShandongUniversity，JinanShandong250061，China)Abstract：BasedonthemaximumworkspacepaththroughprogramminginverseofDELTAmanipulator，usingvirtualprototypetechnology．thekinematicsimulationofDELTAparallelmanipulatorwasrealize

4、dbythesoftwareofProE／MechanismandADAMS．Theresultsofmechanismsimulationwerecamparedandthekinematicparametemofdrivingaxlewereobtained．Onthisbasis，anewmethodofservemotoraccurateselectionWaSputforward．Theestablishedvirtualprototypealsoprovidesakinematicanalysisandc

5、on·trolplatformfortheresearchofDELTAparallelmanipulator．Keywords：DELTAparallelmanipulator；Virtualprototype；Kinematicsimulation；Servemotorselection；Motionplatform并联机械手具有位置逆通过计算机辅助分析技术进行机械系统的运动学和动解简单、结构刚度大、承载力学分析，确定运动系统的位置、速度、加速度和力能力强、运动精度高等特学方面的关系，该技术已经广泛应用于汽车制造

6、、工点。DELTA并联机械手是程机械、航天航空等领域。以虚拟样机原型技术来开目前世界上应用最为成功的发机器人运动系统，简化了复杂的动力学建模运算，并联机构之一，适合于短距大大减少了伺服参数选型的工作量，并可直观地反映离高速抓放操作。瑞典ABB具体运动过程。公司利用该机构推出的ADAMS是业界最为著名、使用范围最广的虚拟IRB340F1exPicker(图1)，图1ABBIRB340样机分析软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚配置了计算机视觉系统，在F1exPicker拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。但其电

7、子、轻工、食品及医药等三维模型的创建难于掌握，建模能力也无法与Pro／E领域具有广阔的应用前景。等专业绘图软件相媲美，因此采取将Pro／E建模后文并联机构动力学分析是根据已知机构尺寸参数和件转化为parasolid通用格式，然后导入到ADAMS当惯性参数，通过动力学建模建立末端执行器运动与驱中进行分析的方法。另外Pro／E自带有机构分析模块动力之间的关系，以便确定驱动器的额定转速、转矩、Mechanism，因此可以采取二者对比验证分析的虚拟功率等参数，为伺服电机的选型提供依据。目前常见样机实验方法。的并联机构动力学建

8、模主要是通过传统的力学方法，在DELTA机械手机电系统的设计过程中，其伺如牛顿一欧拉法、拉格朗日法和虚功原理，这些方法服电机的选型应尽量精确地与运动模型相符合，这样一般存在计算复杂、简化模型引起较大误差等缺陷。有助优化机电系统，使伺服电机的效能发挥到最大。机械工程中的虚拟样机技术是20世纪8O年代发传统简化的物理模型不能胜任精确选型的需要，因此