六自由度工业机器人结构设计与运动仿真.pdf

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1、2014年1月15日现代电子技术Jan．2014第37卷第2期ModernElectronicsTechniqueVo1．37No．2六自由度工业机器人结构设计与运动仿真吴应东(中船重工750试验场，云南昆明650051)摘要：随着计算机、自动控制等技术的发展，工业机器人被大量运用于多种场合。其末端执行器决定了机器人的功能，但机器人本体结构的设计尤为重要。为方便研究，设计了一种六自由度工业机器人结构，采用D—H方法，完成机器人的运动正解。运动逆解采用代数法完成。最后，充分利用LabVIEW便捷的人机界面设计、Softmotion插件丰富的运动控制函数以及

2、SolidworksMotion直观的三维仿真等优点，联合LabVIEW的Soflmotion插件和SolidworksMotion进行运动仿真，该思路还能够为后续物理样机的控制仿真提供帮助。关键词：工业机器人；结构设计；运动学分析；运动仿真中图分类号：TN919—34；TH242．2文献标识码：A文章编号：1004—373x(2014)02—0074—03Structuraldesignandmotionsimulationof6-DOFindustrialrobotWUYing—dong(750TestRange，ChinaShipbuildingI

3、ndustryCorporation，Kunming650051，China)Abstract：Withdevelopmentofcomputerandauto—controltechnologies，theindustrialrobothasbeenusedwidely．Thefunctionofindustrialrobotisdecidedbyitsendactuator．butit’smoreimportanttodesignthemainbody．A6-DOFindustrialrobotstructurewasdesigned．Withthe

4、methodofD—H，theforwardkinematicsanalysisoftherobotwascompleted．Thealgebramethodisadoptedfortheinversekinematicsanalysisoftherobot．Thekinematicsimulationoftherobotwasdonebymakingfulluseofthespeedyman．machineinterfacedesignofLabview。richmotioncontrolfunctionsofSoflmotionmoduleandvi

5、sual3一DsimulationofSolidworksMotion，bycombiningtheSoftmotionmoduleofLabviewwithSolidworksMotion．Themethodcanalsoprovideahelpforcontrolsimulationofthefollowingphysicalprototype．Keywords：industrialrobot；structuraldesign；kinematicsanalysis；motionsimulation工业机器人主要由本体和末端执行机构组成。其构。前三个关

6、节负责位置调整，后三个关节负责姿态主体结构具有一定的通用性，末端执行机构(如焊枪等)调整。多个关节协同完成机器人末端点的控制。其模决定了机器人的功能。工业机器人拥有相对较低的智型采用Solidworks完成三维模型的建立，整体结构及相能程度，但能带来巨大的经济效益。它之所以走在机器关关节转动示意如图1所示。人技术的前沿，很大一部分原因就是其广泛的应用范围肘(以及巨大的社会价值u。在工业机器人领域，日本首屈一指，已经形成非常有规模的产业。据统计，其机器人数量几乎占据世界机器人数量的50％。比较著名的有(轴)FANUC、Motoman等。另外，德国的KUKA

7、、瑞典的ABB及美国的AdeptTechnology公司等，它们都是各自国家的支柱产业之一。1机器人的结构设计图1机器人整体结构及转动关节而两部丢分组成器专喜翟兰2六自由度工业机器人运动学分析。本文采用典型的六自由度工业机器人结目瞑一儿阴八下川机器人运动学分析并不考虑机器人的整体受力情况，分为正向和逆向运动学分析。正运动学是给定各收稿日期：2013．10—12