Delta并联机器人运动学与动力学仿真分析.pdfVIP

学兔兔 务l 匐 化 Delta并联机器人运动学与动力学仿真分析 Kinematics and dynamics simulation of Delta parallel robot 宫赤坤，熊吉光，黄成林 GONG Chi-kun，XIoNG Ji—guang，HUANG Cheng—lin (上海理工大学 机械工程学院，上海200093) 摘 要：本文以Delta并联机器人为研究对象，用Matlab计算出运动轨迹，运用PPo／E软件建立其样机 模型，导人到ADAMS软件中，添加约束驱动等，进行运动学和动力学仿真分析，所得结果与 理论计算结果一致，为Delta并联机器人的设计、优化和运动控制提供参考依据。 关键词：Delta并联机器人；ADAMS；轨迹规划 中图分类号：TH273 文献标识码：A 文章编号：1 009—01 34(201 3)03(上)一0005—04 Doi：1 O．3969／J．Issn．1009-01 34．201 3．o3C上)．02 0 引言 动臂相连，三组平行四边形机构的应用保证了动平 并联机器人是一类全新的机器人，它具有刚 台与静平台始终保持平行，消除了运动平台的转动 度大、承载能力强、精度高、自重负荷比小、动 自由度，从而保留了空间的三个平动自由度。 力性能好等一系列优点，Delta并联机器人u 是 最典型的空间三自由度移动的并联机构，Delta机 构整体结构简单、紧凑，驱动部分均布于固定平 台，这些特点使它具有良好的运动学和动力学特 性。采用虚拟样机技术口】，利用软件建立机械系统 的三维实体模型和力学模型，分析和评估系统的 性能，从而为物理样机的设计和制造提供参数依 据…。这样能够缩短研发周期，尽量降低成本，避 免不必要的损失。Pro／E具有强大的三维模型设计 功能，ADAMS是专门进行运动学和动力学分析的 软件，二者具有很好的兼容性。在Pro／E中设计好 图1 Delta并联机器人三维图 的三维装配模型可以导入ADAMS里进行运动学和 2 Delta并联机器人的轨迹规划 动力学的仿真分析，采用Pro／E和ADAMS软件对 Delta并联机器人的虚拟设计及其仿真进行研究， 2．1 Delta并联机器人的逆解 实现Delta并联机器人的精确模型设计和相关运动 为了方便求解Delta并联机器人动平台的空间 学及动力学分析。 位置关系，研究动平台的运动规律，首先将机构 稍加改造，将三组平行四边形闭环上下两边中点 1 Delta并联机器人的机械结构设计 之间加入三根虚拟连杆。考虑到运动平台只有平 Delta机器人主要由静平台、动平台、驱动臂 动没有转动，相对于固定平台姿态固定，机构中 和从动臂构成。使用三维软件Pro／E画出并联机器 所有分支中的平行四边形框架始终为平面四边 人的各个零件，然后进行装配得到完整的并联机 形，而不会扭曲为空间四边形。在此条件下，平 器人三维实体模型。如图l所示：上方的平台为静 行四边形左右两边的运动与上下两边中点连线的 平台，下方的平台为动平台，静平台通过转动副 运动完全相