基于MATLAB与ADAMS的Delta机器人运动学和动力学仿真分析.pdf

第37卷第11期 中国农机化学报 V01．37No．11 2016年11月 ofChinese Journal Mechanization Agricultural Nov．2016 DOI：10．13733／j．icam．issn．2095—5553．2016．11．023 运动学和动力学仿真分析* 王林军1’2，陈艳娟1’2，张东2，罗彬1’2，吕耀平1～，邓煜1，z 三维模型，其次采用修正梯形曲线的方法在关节空间中进行轨迹规划，最后运用MATLAB软件和ADAMS软件进行联 合仿真。仿真结果表明：在关节空间中进行轨迹规划，主动臂的角速度和角加速度以及末端执行器的速度和加速度随时 的理论依据。 关键词：Delta机器人；MATLAB；ADAMS；联合仿真；关节坐标；修正梯形曲线 中图分类号：TP242文献标识码：A 文章编号：2095—5553(2016)11—0102—06 中国农机化学报，2016，37(11)：102～106，122 Linjun，Chen Bin，Lv Yu．Kinematicsand simulation Wang Yanjuan，ZhangDong，Luo Yaoping，Deng dynamics analysis ofDeltarobotbasedonMATLABand ofChinese ADAMS口]．JournalAgricultural 106，122 动平稳，也能减少冲击和振动，提高机器人的稳定性和 0 引言 可靠性，对提高工作效率有至关重要的意义。因此本 机器人分为串联机器人、并联机器人和混联机器 文采用修正梯形曲线的方法在关节空间中进行轨迹规 人，其中并联机器人因具有刚度大、承载能力强、精度 高、末端件惯性小、运动学逆解简单、操作空间大等一 仿真。 系列优点，已成为机器人研究者的主要研究热点之 1 Delta机器人总体机构的设计 一[1‘3]。近年来，在食品、药品和电子等行业的包装生 产线上，存在着大量诸如分拣、搬运、装盒等“抓取一放 置”的高重复性工作，目前这类工作主要由人工来完 三维模型，然后进行装配得到完整的Delta机器人的 成，不仅工作效率低，且存在着污染产品的可能，因此 三维装配体模型，如图1所示。Delta机器人主要由静 迫切需要开发出一种高效、高精度的工业机械手代替 平台、动平台、主动臂及从动臂构成，其中，静平台和每 人工完成上述工作，以提高产品的精度和工作效率。 个主动臂通过转动副联接，主动臂和从动臂、从动臂和 Delta机器人是一种最典型的空间三自由度平动并联动平台都通过球铰联接。该机构由三条运动支链组 机构，与串联机器人相比，它整体结构相对简单、紧凑， 成，并均匀分布于静平台上，每条运动支链都有一个主 运动速度高、运动构件惯性小等优点，已在上述场合得 动臂和一个闭环组成，此闭环是由从动臂和四个球铰 到广泛应用H‘5]。目前对Delta机器人在轨迹规划、控组成的平行四边形封闭结构，此结构通过球铰分别与 制策略方面的研究还不够成熟，导致在运行过程中存 主动臂和动平台联接。三组均匀分布的平行四边形闭 在运动精度不高、运动不稳定等问题。通过对运动路 环结构保证了静平台和动平台只能保持相对平行运 径进行合理的轨迹规划，不仅可以使Delta机器人运动，消除了动平台的三个转动自由度，保留了动平台三 收稿日期：2016年6月13日修回日期：2016年7月