基于Matlab—SimMechanics的MJR混联码垛机器人运.PDF

l 訇 地 基于Matlab—SimMechanics的MJR混联码垛 机器人运动建模及仿真研究 Modeling andkinem aticssimulationoftheMJR hybrid stackingrobot basedonm aUab-simmechanics 马志德’，孙会来’。，李亚东’，梁 栋。 MAZhi．de’，SUNHui．1ai ，LlYa—dong ‘，LIANG Dong (1．天津工业大学机械工程学院，天津300387；2．天津市现代机电装备技术重点实验室，天津 300387； 3．天津大学 机械工程学院，天津 300072) 摘 要； 码垛机器人是物流自动化行业中的一种重要设备。本文以MJR混联码垛机器人为研究对象，介 绍了MOR混联码垛机器人的结构特点，运用SImMechanlcs建立了该机构的仿真模型，并对其 进行了运动学仿真，得到了该机构中某一关键点的瞬时位置、速度和加速度仿真曲线。仿真 结果表明：该方法对机械系统进行建模分析，具有便捷、高效、功能强大等优点，为码垛机 器人的动态特性分析提供了一定的理论依据。 关键词：MOR混联码垛机器人；SImMechanics；运动学；仿真 中圈分类号：TP242．2 文献标识码：A 文章编号：1009—0134(2013)07(下)一0088—03 Doi：10．3969／J．Issn．1009-0134．2013．07(下)．25 转轴的旋转运动(腕部运动)4种运动的组合完成对 0 引言 物品的搬运码垛。前大臂和后大臂由大臂连杆铰 近年来，随着机械 自动化水平的提高，码垛机 接，前大臂、后大臂相互平行，大臂连杆与小臂 器人在机械结构、适用范围、灵活性、成本及维 相互平行，四者构成一个平行四边形机构 。 护等方面的优势，使其应用 日渐广泛u。 机器人运动学分析的 目的是分析机器人是否 能够满足工作的要求。通常情况下，可使用图解 法和解析法对机构进行运动分析。图解法因其 误差精度大、作图工作量较大等缺点，在实际工 程设计应用 中有很大的局限性 。解析法可 以通 过编程、MATLAB／Simulink仿真以及MATLAB／ SimMechanics仿真实现 口】。与前两种方法相 比， MATLAB／SimMechanics仿真不需要建立复杂的数 图1 MJR混联码垛机器人 学模型，只需根据实际连接关系构建机构的仿真 框图，便可实现实时分析 。该方法不仅便捷还能 1-2机构数学模型的建立 实现机构运动状态的可视化，大大提高了产品开 在该码垛机器人的机构设计中，腰部和腕部 发与研究人员的工作效率 。 的回转决定了所搬运和码放物料在水平面内的位 1 机构数学模型的建立 置和姿态，各臂杆的运动确定了物料在垂直面内 的位置。为简化对运动的分析，现只考虑机构在 1．1MJR混联码垛机器人结构介绍 垂直面内的运动，其运动简图如图2所示。 MJR混联码垛机器人的结构如图1所示。该混 该机构可以看成由主动滑块E和F，杆件AC、 联码垛机器人主要 由机座、臂部和腕部组成。具