工业码垛机器人动力学仿真分析与研究.pdf

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1、第29卷第1期OOD&MACIflNERYVo1．29。No．12013年1月麓譬0Jan．20l3工业码垛机器人动力学仿真分析与研究Dynamicssimulationanalysisandresearchofindustrialpalletizingrobot管小清吕志强GUANXiao—qingLVZhi—qiang(北京电子科技职业学院，北京100026)(BeijingPolytechnic，Beijing100026，China)摘要：针对码垛机器人的结构特点，运用凯恩法进行动力学分析结果较实际情况稍有偏差。本试验以实验室在研的码特性的理论分析。利用INVENT0R和A

2、DAMS软件建立垛机器人为研究对象，运用凯恩法对码垛机器人进行动力学码垛机器人虚拟样机模型，设计3组仿真试验，进行动力学分析，并运用ADAMS软件搭建码垛机器人虚拟样机模型，仿真。结果证明，该新型工业码垛机器人具有良好的静态平严格按实际情况设定样机相关参数，并以此为基础开展码垛衡性能、运动稳定性和动态响应特性，符合码垛作业的要求。机器人的动力学仿真工作。关键词：码垛机器人；虚拟样机；动力学仿真Abstract：Accordingtothestructurefeaturesofpalletizingrobot，this1工业码垛机器人动力学分析paperusesKanemethodi

3、ntheoreticalderivationondynamicscharac—工业码垛机器人是具有3个自由度的混联机器人(见teristics．ItusesINVENT0RandADAMSsoftwaretocreateavir—图1)。3个自由度为主体绕基座的转动，水平滑块的运动和tualprototypemodelofpalletizingrobotanddesignsthreesetsofsimulationexperimentsfordynamicssimulation．Theexperimental竖直滑块的运动，分别由3个电机驱动。因其具有闭链结resultsdemon

4、stratethatthenewindustrialpalletizingrobothasgood构，综合比较几种动力学分析方法，选用适合解闭链结构的staticalequilibrium，dynamicstabilityanddynamicresponse，which凯恩法对码垛机器人进行动力学分析]。meetstherequirementsofthepalletizing．Keywords：palletizingrobot；virtualprototype；dynamicssimulation随着自动化技术的发展和进步，工业码垛机器人在物流自动化领域的应用日趋广泛，工业码垛机器

5、人相关技术的研究也得以深化与展开。在工业码垛机器人的设计与研制过程中，虚拟样机技术作为一种高效、低成本的计算机辅助设计技术被广泛采用口]。码垛机器人虚拟样机可以方便的对机器人的运动学、动力学等特性进行仿真，从而对机器人各方面性能进行合理的评估与优化改进。1．1号电机2．1号限位开关3．小臂4．大臂5．3号轴在码垛机器人动力学分析及仿真研究中，宁凤艳口运用限位开关6．2号限位开关7．2号电机8．4号限位开关9．3号电机10．4号电机第二类拉格朗El方程对简化的码垛机器人模型进行动力学推导；蓝培钦等l3用UG和ADAMS软件联合建立码垛机器图1码垛机器人结构图人虚拟样机模型，并进行相关

6、动力学仿真分析。两者对码垛Figure1Palletizingrobotdiagram机器人的动力学分析和样机仿真过程中均进行了简化处理，如图2所示建立码垛机器人各个关节坐标系。动力学推导之前，先将闭链拆分成左右两条支链。拆分后各个杆件基金项目：北京市科研基地建设项目(编号：PXM2011—014306—分别命名为L、L、L。、LhLL。，(其中L。与L。，表示同一098711)；北京市“教师素质提高工程”项目(编号：207．6．12．1．6)；jE京市人才强调计划(编号：PXM2012—014306—杆件)。左支链简图见图3，右支链简图见图4。建立凯恩动000054)力学方程需要

7、首先确定各个支链杆件间的相对运动关系，运作者简介：管小清(1978一)，男，北京电子科技职业学院副教授，博用D-H(denavit—hartenberg)参数法求解_5]。杆件D-H参数士。E—mail：owengxking@163．corn收稿日期：2012—12～07见表1。]49包装与机械2013年第1期f100Z1，+Z3，／Z4／y厶l10COnSO13，一f2一口S目，i3od4厶()05l0SOI3，CO13，12，口C目，Iooo12，右支链坐标变换矩