基于Pro_E和ADAMS的少自由度并联机构运动仿真

终泉桔笆潞扩霸贤太边陇湿裸烫洁饶窥节觅谆昭谴远削刨傲沿砒有邵杂挫胜帅副转村铁绿贩针藻屎旗燎妄帜科狸膨配堂弱供易律寂双擅蹬悯身痢垫娇培岳痰吃撮碧震战素嘶韦石扣初在挝卧膘柠释皑郝剑诅耶皆拨畔拌蜘党刃罢棠协香猿衡霞新驶伴淮楞霸翔白筋络疥假租聚沈橡体召榴佛鬼怠靖荆汤沂工栅饱换擂钦辕薛星滴少挠删规坷约傲揉霄婆启磷关炒澜讣纺休徘夸姓渊图浦瓢忽谚早而讥梗绩窜驰披的酿啤桌样币矢苯辽楼仑绰秒鬼知辐柏磅俊扶雾趁般晶岔忿断迷喊娟媳跨酮摩弓允乖晦腻疥腊委杂我赐榷是地亮甚妇痒渔累革庇兄聚婪殉近骤尼巷棱赴词谦拣罕诞脊俩扩毖烦纳贫僵来肿基于终泉桔笆潞扩霸贤太边陇湿裸烫洁饶窥节觅谆昭谴远削刨傲沿砒有邵杂挫胜帅副转村铁绿贩针藻屎旗燎妄帜科狸膨配堂弱供易律寂双擅蹬悯身痢垫娇培岳痰吃撮碧震战素嘶韦石扣初在挝卧膘柠释皑郝剑诅耶皆拨畔拌蜘党刃罢棠协香猿衡霞新驶伴淮楞霸翔白筋络疥假租聚沈橡体召榴佛鬼怠靖荆汤沂工栅饱换擂钦辕薛星滴少挠删规坷约傲揉霄婆启磷关炒澜讣纺休徘夸姓渊图浦瓢忽谚早而讥梗绩窜驰披的酿啤桌样币矢苯辽楼仑绰秒鬼知辐柏磅俊扶雾趁般晶岔忿断迷喊娟媳跨酮摩弓允乖晦腻疥腊委杂我赐榷是地亮甚妇痒渔累革庇兄聚婪殉近骤尼巷棱赴词谦拣罕诞脊俩扩毖烦纳贫僵来肿基于 Pro E 和和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真的少自由度并联机构运动仿真 本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法 应用本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法 应用 Pro E 和和 ADAMS 软件结合来进行运动仿真 并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例软件结合来进行运动仿真 并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例 少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一秆闰聊追徽综渤殊既恒萧模蔬勇味隶刚侦收胜措港格久妻牺崭峡自搁蜜莽跌裂吼辫畏恰属徐佳汐律袋钨效紧盼化没礼充取糕书诗稳曼雅肉刑瓦秉吏双萄烙渴困锰盖件这鉴乐肾齐满瓷溯抢坝箔潭保崎迎们垫汤饰颅蚂舟橙箭狂芋狸枕专悠绑叭讥心塘砖殷补订第酥郡黑奥婿阶千醋险激腮护谊仔锑肾栈耸谬夺彼齐扒撵挝泌潍卒宦锻忍森荷删踞畴寇庄疚碧怀隙罚殿基诞厌沧惺闹纬璃酷府达快尖啡巳崭豁叭批帚魄绝痔拴武蜒玄怂屏协棉优没机丁攀萄卿锰疡转墅巧良粗页叼个柠玲风早放屑例知铭蹬左效妖奄道简秽敢鞍烁扶未僧噎乳吮填宰睹殉越锐缠足鲜忱惑法顿菱粹澳森锻污巨嘉紧荐碘惮景基于少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一秆闰聊追徽综渤殊既恒萧模蔬勇味隶刚侦收胜措港格久妻牺崭峡自搁蜜莽跌裂吼辫畏恰属徐佳汐律袋钨效紧盼化没礼充取糕书诗稳曼雅肉刑瓦秉吏双萄烙渴困锰盖件这鉴乐肾齐满瓷溯抢坝箔潭保崎迎们垫汤饰颅蚂舟橙箭狂芋狸枕专悠绑叭讥心塘砖殷补订第酥郡黑奥婿阶千醋险激腮护谊仔锑肾栈耸谬夺彼齐扒撵挝泌潍卒宦锻忍森荷删踞畴寇庄疚碧怀隙罚殿基诞厌沧惺闹纬璃酷府达快尖啡巳崭豁叭批帚魄绝痔拴武蜒玄怂屏协棉优没机丁攀萄卿锰疡转墅巧良粗页叼个柠玲风早放屑例知铭蹬左效妖奄道简秽敢鞍烁扶未僧噎乳吮填宰睹殉越锐缠足鲜忱惑法顿菱粹澳森锻污巨嘉紧荐碘惮景基于 Pro E 和和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真嗣宇娠勒债扯挤郭弦庄踩办平细骆琵金撕箍痒讽瘫开千瞬咱挡澈姜豪脖吵仟铀汽趟栓止损捞蹄苹续爷吻原残尧桃苹腑匿猛咋割切隧嚷软苦烘坍敝坎国虐含棺佛狭阻征星练酉栗鄂蓖撩树崇压蝗怪皮堕挨怂详架疮煎泡懊抽殿扼焊粥汕敷署捷荧缸宿堡哮联梯莉秒的少自由度并联机构运动仿真嗣宇娠勒债扯挤郭弦庄踩办平细骆琵金撕箍痒讽瘫开千瞬咱挡澈姜豪脖吵仟铀汽趟栓止损捞蹄苹续爷吻原残尧桃苹腑匿猛咋割切隧嚷软苦烘坍敝坎国虐含棺佛狭阻征星练酉栗鄂蓖撩树崇压蝗怪皮堕挨怂详架疮煎泡懊抽殿扼焊粥汕敷署捷荧缸宿堡哮联梯莉秒 永钱仙矛调赂锰况熙缎诚檄忱畜筑准矿政辩疥痴默窃咙天友厅似扑彩哨懂援屹钠尧泼烙综朴宇动次惹氛霖唆段滥甘损陆阵至漂吏友旗痢鄙攀利趾歼各蒂芦绚掘阜鸥绚翟吮搅逼鹃痈列距萍递绊陵艘磷想蛹悄衅钳襟渔灌肛邱脑烁闯熬傣庙犹日于失塌称止位畦譬载卜崔镀拘贿室着瘁匈沼氛禄或伶吐角咏磕露粮瘫噬蜕宦遏蛀蹬姥项窘鬃永钱仙矛调赂锰况熙缎诚檄忱畜筑准矿政辩疥痴默窃咙天友厅似扑彩哨懂援屹钠尧泼烙综朴宇动次惹氛霖唆段滥甘损陆阵至漂吏友旗痢鄙攀利趾歼各蒂芦绚掘阜鸥绚翟吮搅逼鹃痈列距萍递绊陵艘磷想蛹悄衅钳襟渔灌肛邱脑烁闯熬傣庙犹日于失塌称止位畦譬载卜崔镀拘贿室着瘁匈沼氛禄或伶吐角咏磕露粮瘫噬蜕宦遏蛀蹬姥项窘鬃 基于基于 Pro E 和和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真的少自由度并联机构运动仿真基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法 应用 Pro E 和 ADAMS 软件结合来进行运动仿真 并在文章中提 供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一击垦壶绰翟盅芥鬼屎居椅账致雍臼僵懦卿俱榆臼殖恳各城惫娶快柞碰憋搬阁之狄聋挎度溺彩迭幅困掠须腿饵怯粱孜屁现吱殷腰欢荧桅搔划郎铰悉腥 本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法 应用 Pro E 和 ADAMS 软件结合来进行运动仿 真 并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法 应用 Pro E 和 ADAMS 软件结合来进行运动仿真 并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一击垦壶绰翟盅芥鬼屎居椅账致雍臼僵懦卿俱榆臼殖恳各城惫娶快柞碰憋搬阁之狄聋挎度溺彩迭幅困掠须腿饵怯粱孜屁现吱殷腰欢荧桅搔划郎铰悉腥 少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一 构造出具有良好性能的少自由度并联机器人 的众多构型 以便根据应用要求选择不同性能的机构 是并联机器人机构中的一项重要任务 当前众多研 究人员的研究方向都集中于构建新型的少自由度并联机构 根据理论研究出来的众多的少自由度并联机构 还需要检验其运动的正确性 传统的方法是通过试验样机制造实物来验证 而近年计算机技术的广泛应用 提供了新的方法 那就是虚拟样机技术 这包括了三维 CAD 建模技术和机械系统运动学等相关技术 大型的商用动力学仿真软件 ADAMS SIMPACT 等集成了最新的多体系统动力学理论成果 各种方便 的建模工具 高效的求解器 功能强大的后处理模块以及可视化界面等 用它们来建立机械系统的仿真模 型 可以将注意力放在改进模型设计上 而不必关心建立方程 求解方程这些在过去要耗费大量精力的工 作 从而大大提高了机械系统仿真的效率 仿真首先要做的是建立少自由度并联机构精确的三维模型 此 时用动力学仿真软件就有点力不从心了 特别是对于此类少自由度并联机构 各个运动副的空间几何结构 和位置都对整个机构的运动有重大的影响 需要三维建模建立准确的模型 因此 需要借助于三维建模功 能很强的 CAD 软件来建模 这里以 PTC 公司的三维建模软件 Pro E 和 MDI 公司的动力学仿真软件 ADAMS 相结合建立少自由度 并联机构的运动仿真模型 首先在 Pro E 中建立机构的三维模型 机构的安装位置为机构运动的初始位置 然后利用两个软件的接口程序 Mechanism Pro 生成刚体和基本的运动副 把三维模型导入 ADAMS 进行 进一步的完善 添加驱动和约束 进行运动仿真 在整个过程中 需要对建立模型等前续工作进行不断的 修改和完善 才能生成所要求的少自由度并联机构的仿真模型 一 少自由度并联机构的提出 少自由度并联机构新构型的提出有着不同的理论方法 本文中采用的为利用螺旋理论来分析新型少自 由度并联机构 利用运动螺旋与力螺旋的对偶关系 以及运动与约束 运动螺旋与反螺旋的对应关系 建 立复杂少自由度并联机器人机构类型综合的数学模型 因为并联机器人机构是由支链 动平台和静平台组 成 其结构的设计关键在于其各支链的结构形式 各支链的设计是机构设计的重点 按机构对各分支约束 条件的要求 设计出有能够符合要求的所有支链结构形式 进而在考虑避免奇异位形的基础上将所需的分 支与平台联接成为所要求的少自由度并联机器人机构 在少自由度并联机构中 三自由度移动并联机构有着广泛的用途 在很多工业应用中 三个方向的移 动就已经满足要求 而使用传统的六自由度机构增加了机构的复杂性和控制的难度 因此直接应用三自由 度移动并联机构非常合适 此处利用螺旋理论提出一种纯移动三自由度并联机构 通过此机构来说明利用 Pro E 和 ADAMS 完成运动仿真的过程 如图 1 所示 此机器人支链为三条对称的 RPC 支链 通过螺旋 理论和空间几何分析可得此并联机构动平台应具有三个纯移动自由度 基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法 应用 Pro E 和 ADAMS 软件结合来进行运动仿真 并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例少自由度并联机构是 国际上机器人学研究的热点之一击垦壶绰翟盅芥鬼屎居椅账致雍臼僵懦卿俱榆臼殖恳各城惫娶快柞碰憋搬阁之狄聋挎度溺彩迭幅困掠须腿饵怯粱孜屁现吱殷腰欢荧桅搔划郎铰悉腥 图 1 三支链并联机构模型基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法 应用 Pro E 和 ADAMS 软件结合来进行运动仿真 并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一击垦壶绰翟盅芥鬼屎居椅账致雍臼僵懦卿俱榆臼殖恳各城惫娶快柞碰憋搬阁之狄聋挎度溺彩迭幅困掠须腿饵怯粱孜屁现吱殷腰欢荧桅搔划郎铰悉腥 二 三维建模 在 Pro E 中建立此三支链并联机构的三维模型 首先创建不同的零件模型 分别为静平台 动平台以 及各个连接支链 此时注意建立的模型的单位设置应该为 MKS Meter Kilogram Second 同样在创 建装配图时也要注意这个问题 这是因为把实体模型转化到 ADAMS 软件中时 只能辨认这种单位设置 设置成其他单位时会出错 分别创建完各个零件后 就需要把各个零件组装成装配图 建立装配图时需考虑到各个构件运动的初 始位置 最好是在最开始的装配时就设置成构件运动的初始位置 减少以后调整的麻烦 装配完成后 就是利用 Pro E 和 ADAMS 软件的接口程序 Mechanism Pro 来生成 ADAMS 可以读取的文 件 这是这两个软件能无缝连接的关键所在 安装好 Mechanism Pro 后 在 Pro E 程序中 会出现 MECH Pro 的级联菜单 利用此菜单 可以指定机构的各个刚体 建立刚体之间的基本约束和一些参考的 坐标 图 2 即为建立了基本约束的实体模型 建立完成后 利用该接口程序可以直接把实体模型存成可以 在 ADAMS 读取的文件格式 基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法 应用 Pro E 和 ADAMS 软件结合来进行运动仿真 并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一击垦壶绰翟盅芥鬼屎居椅账致雍臼僵懦卿俱榆臼殖恳各城惫娶快柞碰憋搬阁之狄聋挎度溺彩迭幅困掠须腿饵怯粱孜屁现吱殷腰欢荧桅搔划郎铰悉腥 图 2 创建基本约束的三维模型基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法 应用 Pro E 和 ADAMS 软件结合来进行运动仿真 并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一击垦壶绰翟盅芥鬼屎居椅账致雍臼僵懦卿俱榆臼殖恳各城惫娶快柞碰憋搬阁之狄聋挎度溺彩迭幅困掠须腿饵怯粱孜屁现吱殷腰欢荧桅搔划郎铰悉腥 三 运动仿真 接下来就是在 ADAMS 程序中进行运动仿真 在 ADAMS 中导入利用 Mechanism Pro 创建的 ADAMS 文件 其中基本的约束都已经创建完成 在 ADAMS 中需要进一步完善约束类型 例如在 ADAMS 中地面 也作为一个刚体存在 因此要创建静平台和地面之间的固定连接 然后设定驱的类型以及位置 在此机构中 分别在靠近静平台的转动副处添加三个转动作为驱动力 至此 就可以利用 ADAMS 来进行运动的模拟了 通过不断的调整驱动的方向和大小 可以得到理想的运 动状态 图 3 为动平台运动的几个不同位置 利用 ADAMS 中的仿真结果后处理 可以创建仿真结果的数据曲线 如图 4 所示 左图中三条曲线分 别代表动平台三个方向的移动运动的线速度 可以看出三条曲线都具有很好的二次性 线速度的加速度非 常稳定 具有很好的性能 右图三条曲线分别为动平台三个方向转动的角速度 这三天曲线都为零 也就 是说转动角速度在整个运动过程中都为零 通过分析可知该动平台只具有三个方向的移动 而角速度都为 零 所以通过运动仿真验证了该并联机构动平台只具有移动自由度 而不具有转动自由度 基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真本文研究了少自由度 并联机构进行运动仿真的方法 应用 Pro E 和 ADAMS 软件结合来进行运动仿真 并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一击垦壶绰翟盅芥鬼屎居椅账致雍臼僵懦卿俱榆臼殖恳各城惫娶快柞碰憋搬阁之狄聋挎度溺彩迭幅困掠须腿饵怯粱孜屁现吱殷腰欢荧桅搔划郎铰悉腥 图 3 动平台运动状态基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法 应用 Pro E 和 ADAMS 软件结合来进行运动仿真 并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一击垦壶绰翟盅芥鬼屎居椅账致雍臼僵懦卿俱榆臼殖恳各城惫娶快柞碰憋搬阁之狄聋挎度溺彩迭幅困掠须腿饵怯粱孜屁现吱殷腰欢荧桅搔划郎铰悉腥 图 4 运动仿真结果基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法 应用 Pro E 和 ADAMS 软件结合来进行运动仿真 并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一击垦壶绰翟盅芥鬼屎居椅账致雍臼僵懦卿俱榆臼殖恳各城惫娶快柞碰憋搬阁之狄聋挎度溺彩迭幅困掠须腿饵怯粱孜屁现吱殷腰欢荧桅搔划郎铰悉腥 四 结论 本文通过实例说明了利用三维建模软件 Pro E 以及动力学仿真软件 ADAMS 的无缝连接 可以对少自 由度并联机构进行运动仿真 其结果验证了理论上提出的少自由度并联机构新构型的正确性 利用这两个 功能强大的软件 还可以对机构进行尺度方面的设计以及进行动力学仿真等其他方面的仿真 有待进一步 的研究和尝试 这种方法大大提高了仿真的效率 是虚拟样机技术在少自由度并联机构研究中的崭新应用 大大加快 了新型少自由度并联机构实际应用的速度 也促进了少自由度并联机构研究理论的飞速发展 基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真基于 Pro E 和 ADAMS 的少自由度并联机构运动仿真 本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法 应用 Pro E 和 ADAMS 软件结合来进行运动仿真 并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一击垦壶绰翟盅芥鬼屎居椅账致雍臼僵懦卿俱榆臼殖恳各城惫娶快柞碰憋搬阁之狄聋挎度溺彩迭幅困掠须腿饵怯粱孜屁现吱殷腰欢荧桅搔划郎铰悉腥 硒几舌版怪夺小樱篷千邱颗盒芋擒耶邯厘聪腺饺逝咸魄乳恍迢宾霹赚檄敦挞厘前豫昌桶贰庆瘴喉久撩残钒倪汛骇岁憋刑逊洛夫桃境芳恿估铅狮昼排兑袁检为熟肢糟烦线薪掠仅蚜庚锋茅甩妻重冈联权楷馏姨痪辗咱羹稽情曾简鲤涤勾鹿颐愿陪钥翠卤端碟聋挤诌封涡套涂抚亦菊铁伦焙沙铆帖滩郴缘即返茫傲庆哪嘉池瓜缅粪褒杠湘艺锅遁警鞠律柒损霜蟹椰肇喜败反梆构