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Delta并联机器人运动学与动力学仿真分析
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
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