基于SimMechanics的二自由度并联机器人运动学仿真.pdf

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1、机械设计与制造第6期162MachineryDesign&Manufacture2012年6月文章编号：1001—3997(2012)06—0162—03基于SimMechanics的二自由度并联机器人运动学仿真王国明马履中(’滨州学院自动化系，滨州256603)(江苏大学，镇江212013)(。滨州学院黄河三角洲高效生态经济发展研究院自动控制研究中心，滨州256603)KinematicsAnalysisofTw0D0FParallelRObOtMechanismBasedonSimMechanicsWANGGuo-ming

2、，MALv-zhong2(‘Depa~mentofAutomation，BinzhouUniversity，Binzhou256603，China)(~iangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)(ResearchCenterofAutomaticControl，ResearchInstituteoftheYellowRiverDelta’SEficientEcologicalEconomyDevelopment，BinzhouUniversity，Binzhou256603，China)’·

3、’一’、·一’、t一’、t一’、··一^t一’、●t一’、·一’·’、．’、·一．、"、·一’、·一’、·，卜’、H—’H—’·_、·一^．一H、·一^H_、H、．^-一H、．—^·N．、-～；【摘要】讨论了二自由度平面并联机器人的正向和逆向运动学问题，利用复数矢量法建立该并联。》机器人的正向运动学模型和逆向运动学模型，利用数值解法求解机器人的逆向运动学问题。在建模之·：前，对机器臂的初始位置需要根据机器臂的几何位置进行合理的估计，避免数值解法无法收敛，最后在’}SimMechanics环境下建立该机器人的计算机模型，通过仿真

4、算例证明了数值解法的可行性。采用Sim一Mechanics模块完成运动学仿真和逆向运动学中非线性方程组的数值求解，使得机器人模型的求解和验证更加快速有效。》关键词：并联机器人；数值解法；轨迹规划；SimMechanics【Abstract]Theforwardandinversekinematicsanalysisfora2DOFparallelmanipulatorwasinvestigat-ecLWithcomplexvectormethod．theforwardkinematicsandinversekinematics

5、modelst‘Jebuilttoderivethe}kinematicsequations．TheinversekinematicsproblemWassolvedbynumericalmethods．BeforethemodelingtheinitialpositionoftherobotarmWasestimatedrationallyaccordingtogeometricpositionofthearmtoavoidthe}numericalsolutionfromnoconvergence．Finally，thec

6、omputermodelforsimulatingthiskindofparallelrobotWasestablishedunderSimMechanicsAndthefeasibilityofnumericalmethodWasjustifedbysimulation．ThemlmercsofH￡DnQ厂nonzn讲eq¨monssetinkinematicssimulationandinversekinematicswerecomplet-》edbySimMechanicsmoduletomakethesolutiono

7、ftherobotmodelandvalidationrrtoFeefective．Keywords：ParallelRobot；NumericalMethod；TrajectoryPlanning；SimMechanies中图分类号：TH16，TP242文献标识码：A1弓I言位置(，)为系统的输出。随着机构学发展，平面多自由度机构已广泛应用于并联机器人、串联机械手等领域，以实现高速、高精度、高稳定性的运动输出或完成更复杂的运动规律m。根据并联机构形式的不同，并联机构位置的正解或者反解都存在一定的困难，在某些情况下很难求出解析

8、解，在这种情况下数值解法成为解决机器人问题的很好选择。随着诸如Matlab等数值计算软件的推广，数值解法无论在运算速度还是结果准确性上都和解析解法相差无几，数值解法又有通用性好的特点值得推广。2运动学分析2．1机构参数说明图1机构参数说明机构参数说明，如图1所示。机架长度为f