基于SIMULINK的灌装臂动力学分析-包装工程.PDF

包装工程摇 PACKAGING ENGINEERING Vol.34 No.5 2013鄄03 摇摇摇 56 基于 SIMULINK的灌装臂动力学分析 赵加洋,石秀东,薛兵财,张丹静,梁小龙 (江南大学,无锡214122) 摘要:根据拉格朗日方程,建立了灌装机械臂的动力学方程,再通过MATLAB/ Simulink仿真计算了各关节的力 矩曲线。 由分析结果可知,选用的驱动装置满足使用要求。 建立了灌装臂的三维实体模型,导入ADAMS 中进 行了动力学仿真分析。 仿真结果表明,理论分析结果正确可靠,可为灌装机械臂的设计提供理论依据。 关键词:灌装;机械手;动力学仿真 + 中图分类号:TB486 .0摇 文献标识码:A摇 文章编号:1001鄄3563(2013)05鄄0056鄄04 Dynamics Analysis of Filling Manipulator Based on Simulink ZHAOJia鄄yang,SHI Xiu鄄dong,XUE Bing鄄cai,ZHANGDan鄄jing,LIANGXiao鄄long (Jiangnan University,Wuxi214122,China) Abstract:According to the Lagrange equation,the dynamics equation of filling manipulator was established. Then eachjoints torque curvewasobtainedby MATLAB/ Simulink. The analysisresults showedthat the drive devicesmeet the requirements. Three鄄dimensionalmodelofthefillingmanipulatorwasestablishedby3Dsoftware,andthendynam鄄 ics simulation analysiswas implemented in the ADAMS. Comparing the two kinds of results,it is concluded that the results oftheoreticalanalysiswascorrectandreliable. Thepurposewastoprovideatheoreticalbasisforfillingmanipu鄄 lator design. Key words:filling;manipulator;dynamics simulation 摇 摇 直线式灌装机广泛应用于食品、医药和化工等领 机械臂动态性能的研究很少,文中正是针对灌装机械 域,灌装机械臂是直线式灌装机的关键部件,其主要 臂,研究和分析其动态特性,对灌装机控制器的设计具 功能是带动灌装头实时跟随灌装瓶灌装。 灌装机械 有十分重要的现实意义。 臂的稳定性和运动精度,是决定灌装机性能的主要因 [1-2] 素 。 灌装臂的动力特性直接影响灌装头的运动 1摇 灌装机械臂动力学分析 精度、电机功率消耗、负载特性以及使用寿命,因此, 对灌装机械臂的动力特性进行分析显得尤为重要。 1.1摇 灌装机械臂模型 在机器人领域,动力学分析不仅是机器人操作机 灌装机械手的机构示意见图1,该机构主要包括 设计和动态性能分析的基础,还是机器人控制器设 计、动态仿真的基础。 对于机械臂动力学,国内外学 者都进行了一定的研究。 李宏强、底剑豪采用D鄄H法 建立运动学模型的平面三自由度旋转关节操作臂,应 [3] 用牛顿鄄欧拉方程对其动力学进行研究 ;夏链、肖传 清等人基于ADAMS对多连杆机械式压力机的动力学 进行分析研究[4] ;宗晓萍、李月月基于ADAMS和MAT鄄