基于CAXA的双人舞蹈机器人模型建立及运动仿真

I基于CAXA的双人舞蹈机器人模型建立及运动仿真摘要：本设计应用CAXA实体设计来对双人舞蹈机器人进行模型建立和运动仿真。在查阅舞蹈机器人相关文献资料之后，分析机器人的结构自由度并对机器人的肢体、身体等建立三维模型并装配。接着根据机器人的动力学特点，规划机器人的行动步伐，并计算各关节的自由度变化情况。在上述基础上对机器人模型进行运动仿真，记录并分析仿真结果。关键词：双人舞蹈机器人、模型建立、仿真、CAXAIIModelingandSimulationofdoubledancerobotbasedonCAXAAbstract:Inthispaper,theCAXAentitydesignisusedtoestablishthemodelandmotionsimulationforthedoubledancerobot.Afterconsultingtherelevantdocumentationofthedancerobot,therobotsstructuralfreedomisanalyzed,andtherobotsbodyandbodyarebuiltuptobuild3Dmodelandassemble.Thenaccordingtotherobotsdynamicfeatures,therobotsactionisplanned,andthedegreeoffreedomofthejointsiscalculated.Onthebasisoftheabove,therobotmodelissimulated,andthesimulationresultsarerecordedandanalyzed.Keywords:Doubledancerobot,modeling,simulation,CAXAIII目录一、前言.11.1机器人概念的提出.11.2机器人的发展.11.3机器人的定义.21.4舞蹈机器人的发展.31.5舞蹈机器人的研究意义.31.6双人舞蹈机器人的适用场所.4二、理论基础.52.1设计目变定位.52.2机器人的自由度.52.2舞蹈机器人自由度定位.5三、双人舞蹈机器人模型建立.83.1模型建立工具.83.2CAXA的概念.83.3CAXA系统特性.83.4在本论文中CAXA用到的模块.93.5双人舞蹈机器人模型建立.93.5.1踝关节的模型建设.103.5.2膝关节的模型建设.113.5.3髋关节的模型建设.123.5.4肩关节的模型建设.133.5.5肘关节的模型建设.143.6舞蹈机器人装配.15四、机器人动力学.174.1机器人运动分析的必要性.174.2舞蹈机器人的结构.174.3单脚支撑是机器人动力学特性分析.17IV4.4舞蹈机器人双腿动力学分析.19五、双人舞蹈机器人步伐设计.235.1舞蹈机器人步伐设计的作用.235.2舞蹈机器人步伐设计.235.4舞蹈机器人前向关节角.25六、双人舞蹈机器人的运动仿真.316.1引言.316.2运动仿真过程.31参考文献.33致谢.340一、前言1.1机器人概念的提出1920年，捷克作曲家在其剧本Rosamuniversalrobotic中最早使用机器人一词。剧中机器人的本意是苦力，即作曲家笔下的具有认得外表、特征和功能的苦力。“Robot”虽出现的比较晚，然而这一概念在人类的想象中早已出现。制造机器人是机器人技术研究者的梦想，代表人类重塑自身、了解自身的一种强烈愿望。自古以来，就要不少科学家和杰出巨匠制造出具有人类特点或具有模拟动物特征的机器人雏形。1.2机器人的发展在1939年的纽约世博会展出WestHouseelectricpowercompany生产的一台机器人。它由电缆控制,可以行走,会说77个字,甚至可以抽烟,但不会做家务。但它是让机器人人更具体的视觉效果。在1959年，第一台工业机器人被德沃尔与美国发明家约瑟夫英格伯格联手制造出。随后，成立了Unimation公司（世界上第一家机器人制造工厂）。1968年美国斯坦福研究所公布他们研发成功的名为沙基的机器人。此机器人配有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木,不过控制它的计算机很大，一个房间般大小。沙基机器人可以算是世界第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。1999年日本索尼公司推出犬型机器人爱宝(AIBO)，非常受人们的喜爱，虽然此机器人具有很多缺陷，但不可否认的是，从此机器人进一步走进我们的生活中。BRH-0是由北京理工大学研制成功的我国第一个拟人机器人，这个机器人（高1.58米、重76公斤、有32个自由度、时速1公里，步幅0.33米)不仅打太极拳，而且还会腾空行走，最重要的一点是它能根据路面情形变化来保持自身的平衡状态，实现机器人在不同路况的稳步行走。BRH-0在机器人步态规划、系统控制、系统集成1等方面都取得了重大突破，是我国双足机器人研究进展已经迈入世界研发的最前线的标志。2同时，国内的其他高校也积极加入机器人的研制行列，投入动力人力、物力，对我国的机器人研发其推动作用。如今机器人已被应用在各个领域，已是现代社会必不可少的组成部分。图示为舞蹈机器人1.3机器人的定义机器人问世已有几十年，但对机器人的定义仍然没有一个确切的定论。因为机器人也在不断的发展，新的功能和机型不断的被设计制造，或许某一天机器人将向科幻电影一样发展的和人类相同甚至超越人类的地步。法国作家VilliersdeLisle-Adam在1886年他的小说(LEveFuture中将的机器进行了定义，机器人由4部分组成：Thelifesystem、themodellingsolutionnature、theartificialmuscleandtheartificialskin.为了防止机器人伤害人类，科幻作家阿西莫夫1950年在Imarobot一书中提出了“Robotthreeprinciple”：311.cannotunderanycircumstanceharmanotherhumanbeing.mustprovidehelpforhumansindireneeds1.cannotunderanycircumstanceharmanotherhumanbeing.mustprovidehelpforhumansindireneeds；2cannotdisobeyadirecthumanorderaslongasitisnotinviolationoflaw1.；3protectitsownexistanceaslongasitdoesnotviolatelaw1and2。这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人的开发的准则。1.4舞蹈机器人的发展从仿人型机器人问世以来，人行机器人的发展非常的迅速。并随着信息化的发展而愈加明显。如今已成为机器人领域主要研究方向之一。然而舞蹈机器人作为机器人发展的分支之一，也逐渐走进人们的生活中。各类舞蹈机器人出现在各个舞台上，极大丰富人们的视野，让科学走进生活。并且随着计算机技术、网络技术、人工智能等技术的发展，机器人越加向人工智能化、信息网络化、尺寸小型化、普便化的方向发展。而今各种简单廉价的舞蹈机器人是如今发展的主题。特别是机器人竞技比赛、表演让舞蹈机器人走进人们的生活。1.5舞蹈机器人的研究意义随着社会科技的进步，人们生活水平的不断提高，很多人对传统的娱乐方式产生了厌倦，而对娱乐随也有了更新的要求和更高的标准。因此为了满足人们的需求，我们设计了会跳舞的舞蹈机器人，它不仅可以填补老人们的空虚与无聊，更满足了青年和儿童的好奇心，同时也能激发他们认识了解新科技和创造新科技。基本思路：通过对人类运动动作的深入了解，分析人类身躯和肢体的动作特性，并且与控制对象跳舞机器人的工作原理、动作过程进行比较，从而确定机器人的基本构成并选择合适的机械构件，组装完成机器人的造型。分析机舞蹈机器人肢体动作的局限性与动作优势（机器人的难操控性和高自由度），设定机器人的舞蹈动作（在设计背景4下），按动作编写程序，完成作品的设计。创新点：舞蹈机器人的结构完全模仿现实人类,并且实现双足步行,腿臂有很大的自由度,可以完成各种困难的运动。舞蹈机器人的非常规娱乐形式和艺术形式,将吸引了越来越多的人,为人们接触尖端技术提供合适的机会,并且普及机器人科技和机器人技术知识,这会反过来会促进人工智能和机器人技术的发展。1.6双人舞蹈机器人的适用场所双人舞蹈机器人的潜力可以广泛的应用在教育、艺术和大众服务行业、娱乐等领域。作为新的发展方向：人类的新型伴侣机器人,这将使机器人逐步走向普通居民的生活中。舞蹈机器人可以完全实现智能操作，还可以使用软件来实现通过编程的控制执行机构,并做出各种各样的行动，让人们心情愉悦。在各种不同的场合，如：在学校科技教育学习，在家庭提供丰富的生活经验，在社会可以增加更多的娱乐项目。还有不断扩大的社会服务行业，机器人将有更广阔的前景。5二、理论基础2.1设计目变定位本论文设计的目标是完成一种能在平地上以规划的步态稳定行进的仿人双人舞蹈机器人。要完成这一设计，首先要给双人舞蹈机器人分配合理的自由度，确定各个部件自由度的运动范围，只有这样双人舞蹈机器人才能在适当的控制下模拟出人的各种动作。2.2机器人的自由度舞蹈机器人的运动关键在于机器人自由度的合理分配，确立机器人各个部件自由度的设定范围，只有这样才能使机器人在控制下做出说要求的运动姿态。这将涉及到机器人自由度（DOF，degreeoffreedom)。每一个不受限制的简单物体都有六个自由度。但当两个物体之间建立起某种关系时，一物体的自由度都将减少另一个同样如此。这种关系也可以说是两物体之间由于建立连接关系而不能进行的移动或转动，而相互限制了彼此的自由度。舞蹈机器人运动的复杂性、观赏性都要求机器人具有高自由度，灵活性是双人舞蹈机器人设计必须考虑的因素。2.2舞蹈机器人自由度定位人行走的图形如图2-16图2-1人体运动步行姿态为了实现双人舞蹈机器人的稳步行走，我们可以规划它的运动过程（其中正面前向并与运动方向相同的机器人），机器人行走步骤：先是右腿支撑、左腿抬起、左腿放下、重心移到双腿中间然后右腿抬起、右腿放下、重心移到双腿间六个阶段。另一个机器人的运动步骤相对前一个机器人。考虑双人舞蹈机器人走步骤可以得出（其中正面前向并与运动方向相同的机器人）:当机器人向前行走,机器人臀部向前旋转自由程度的功能起作用。同时与踝关节支撑腿和身体的自由运动,膝关节和协调的步伐行走。当机器人需要达到目标位置,有时需要进行必要的转变,所以自由度的髋关节和踝关节是必需的，但是考虑到设计的难度,去除臀部和脚踝关节的水平方向自由度设计,这没有影响机器人在地面上行走,并且可以减轻设计困难。同时手臂关节也是如此。这样，双人舞蹈机器人单人腿部有六个自由度，每条腿三个自由度，即踝关节有前向的自由度，膝关节一个前向自由度，髋关节具有前向前向的自由度。同时，双人舞蹈机器人胳膊部有六个自由度，每条胳膊三个自由度，即肩关节有前向和向后的自由度，肘关节两个自由度。为了简化期间，我们只研究机器人腿部和手部的自由度要求，躯体部分假设平稳移动。因此，论文设计的每个为了方便研究，简化机器人是必要的。所以我们只研究机器人腿部和手部的自由度要求，躯体部分假设平稳移动。7因此，设计的双足机器人总共有十二个自由度，全部集中在双腿和双手上，而且呈对称分布。通过上述分析，得出机器人自由度配置，简图如下舞蹈机器人总共有十二个自由度，全部集中在双腿和双手上，而且呈对称分布。通过上述分析，我们可以得出舞蹈机器人四肢自由度分配，简图如下（图2-2）图2-2舞蹈机器人侧视图1.为机器人脚踝关节的自由度2.为机器人膝关节的自由度3.为机器人髋关节的自由度4.为机器人肩关节的自由度5、6.为机器人肘关节的自由度8三、双人舞蹈机器人模型建立3.1模型建立工具由于本论文的主题是基于CAXA的双人舞蹈机器人的模型建立和运动仿真，所以选用CAXA实体设计来建立机器人的三维模型，并应用该软件的运动仿真模块来进行双人舞蹈机器人的运动仿真。3.2CAXA的概念北京数码大方科技股份有限公司CAXA是我国领先的工业软件服务公司，是我们中国最大的CAD和PLM软件供应商，是我国工业云的倡导者和领跑者。主要提供产品全生命周期管理(PLM)、数字化设计CAD、数字化制造MES和工业云服务，并且是中国工业云服务平台的发起者和主要运营商。CAXA实体设计是唯一集创新设计、工程设计、协同设计于一体的新一代3DCAD系统解决方案。易学易用、快速设计和兼容协同是其最大的特点。它包含三维建模、协同工作和分析仿真等各种功能，其无可匹敌的易操作性和设计速度帮助工程师将更多的精力用于产品设计本身，而不是软件使用的技巧。3.3CAXA系统特性1.CAXA实体的全相关性完整的相关性是CAXA实体设计的功能设置。也就是说,在设计的过程中,改变了用户设计的任何时候,将扩展到整个设计,并自动更新所有工程文件,如机械部件、机械工程图和信息处理等。2.CAXA系统基于特征的参数化建模CAXA实体设计是基于产品结构的几何建模。这些特性通常用于机械部件与一定的机械功能,包含知识的环境,和组件可以改变根据用户的期望。装配、加工、制造等领域,使用最适合的领域特征。93.CAXA组装管理系统CAXA实体设计允许用户使用匹配,插入,对齐和其他直观指示,容易装配零件,达到设计目的。而高级特性支持大型和复杂的组件的创建和管理,和部分的数量没有限制。3.4在本论文中CAXA用到的模块在建模工作中涉及到CAXA实体设计中的以下几个模块：1.三维建模模块该模块的作用是建立机器人各个零件的模型。2.装配模块在这一模块中对这些零件进行装配使其形成一个完整的结构；3.动运动仿真模块用此模块对装配好的机器人的运动进行运动仿真。3.5双人舞蹈机器人模型建立为完成机器人的模型建立需使用CAXA实体设计，选择设计一个新文件，并选用蓝色模板为底面，进入设计页面如下图3-1图3-1设计页面10进入CAXA设计页面，按照所要设计的零件要求，在设计元素库中（图右侧的长方形框中，长方体、圆柱、球，孔类.）选取所需元素，将其拖至中间的设计框中，双击选取包围盒，输入零件的外围主体尺寸，有圆孔设计要求是需将所需元素拖至设计框中零件表面，双击右键选取包围盒输入设计尺寸，点击F10选取三维球（如图3-2）图3-2CAXA三维球根据所设计的零件要求对选取元素进项移动、相对行为等操作，合理应用三个外部控制手柄（长轴），三个内部控制手柄（短轴），一个中心点。设计所需零件。3.5.1踝关节的模型建设作为仿人机器人的舞蹈机器人，双人舞蹈机器人的踝关节需模拟人类的踝关节的动作，因此机器人踝关节结构有一个自由度（向前），这样方便机器人的控制。踝关节的三维模型见图3-311图3-3踝关节模型3.5.2膝关节的模型建设作为仿人机器人的舞蹈机器人，双人舞蹈机器人的膝盖关节需模拟人类的膝盖关节的动作，因此因此机器人膝盖关节结构有一个自由度（向后），这样方便机器人的控制。膝盖关节的三维模型见图3-412图3-4膝盖关节模型3.5.3髋关节的模型建设作为仿人机器人的舞蹈机器人，双人舞蹈机器人的髋关节需模拟人类的髋关节的动作，因此因此机器人髋关节结构有自由度（向前、向后），用连接轴结构连接，这样方便机器人的控制。髋关节的三维模型见图3-513图3-5髋关节建模3.5.4肩关节的模型建设作为仿人机器人的舞蹈机器人，双人舞蹈机器人的肩关节需模拟人类的肩关节的动作，因此因此机器人肩关节结构有一个自由度，用连接轴结构连接，这样方便机器人的控制。肩关节的三维模型见图3-614图3-6肩关节建模3.5.5肘关节的模型建设作为仿人机器人的舞蹈机器人，双人舞蹈机器人的肘关节需模拟人类的肘关节的动作，因此因此机器人肘关节结构有一个自由度，这样方便机器人的控制。肘关节的三维模型见图3.5.515图3.5.5肘关节建模3.6舞蹈机器人装配当机器人建模完成后，在性的设计环境中，利用已设计好的零件文件，将零件导入到设计环境中，以便与其他零部件进行装配。CAXA实体设计有三种零部件装配方式：三维球装配、无约束装配和约束装配。合理使用三中装配方式可以装配出理想的模型。单击功能区装配选项卡中的零件|装16配选项将装配件插入到现在的设计环境中，在文件名中选择所需文件，导入装配环境中，选定零件，点击三维球或F10选取三维球，右键选取命令（到中心点、到点、到面等），合理转配零件，并且按空格键，可以改变三维球在零件上的位置。可以独立于零件而移动。下一步，点击顶部外侧的三维球控制柄。一步步完成舞蹈机器人装配。完成双人舞蹈机器人装配。17四、机器人动力学4.1机器人运动分析的必要性双人舞蹈机器人的运动分析是实现舞蹈机器人功能的必要过程。它是用来确定舞蹈机器人在运行过程中各个关节的自由度上的作用力大小，对实现机器人的控制起着至关重要的作用。4.2舞蹈机器人的结构双足人舞蹈机器人的结构参数如图（4-1）图4-1舞蹈机器人的结构参数图4.3单脚支撑是机器人动力学特性分析如下图为双人舞蹈机器人单脚支撑时的示意图（4-2）18图4-2舞蹈机器人单脚支撑时的示意图图中表示在i方向上的关节的相对转角，表示在j方向上的关节的相对转ij角。为对应连杆的长度，图中已经表明了机器人的两条腿是完全一样的。al（i=1,2,3,4.5.6）表示各个连杆的中心位置，由于机器人的腿是一样的，根据上id图，得：+=+=+=（4-3）1d6al2d5bl3d4cl、为踝关节距脚底的长度，、为小腿的长度，、为大腿的长度。253d4为保持舞蹈机器人在行走时上体的稳定，支撑腿的关节必满足：+=0（4-4）13从而建立舞蹈机器人矩阵：=21R110ijijjijijjCSSC32R2210jjjjCS19=43R3330ijijjijijjCSSC54R4440ijijjijjjCSSC=322201jjjjS766660ijijjijijjSS(4-5)上式中，代表第n构件关于第m构件的旋转矩阵，S表示其下标角度变化量nmR的正弦值，表示其下标角度变化量的余弦值。4.4舞蹈机器人双腿动力学分析如下图为双人舞蹈机器人单脚支撑时的示意图（4-6）图4-6舞蹈机器人双脚支撑时的示意图根据上图，用1杆来表示6个杆的矩阵，并简化为：F（、.、）M+=(4-7)1ij2ij6ij1I7求其一阶导数得：20+.+=0(4-8)1iF1j6iF6j对上式再求导数就可以得到约束方程关于加速度的约束关系:+.+1iFdt1i1jFdt1j6iFdt+=0(4-9)6i6it6i上式中，F（、.、）=.的一个三维矩阵。M是1ij6ij76R521在变换过程生成的一个三维列矢量。是一个不断变化的常矢量。71I采用递推方式来计算速度和加速度的约束方程。通过（4-5）（4-8)(4-9)算出、和。通过（i由0到6，j由0到6）内外循环来计算出统一的动力学方6ij4j程式。A+B+p=(4-10)q,注：q为坐标转角。A，B为系数矩阵。P为重量矩。由于这些参数是不可控的，所以力矩矢量中与这些自由度相对应的力矩为0。在双脚支撑时期，系统受到了几何约束。所以可以列出：A+B（，）+P=+.tFF=0（4-11）由于是乘子，可以被代替为=A=（4-12）F631322611jjijfijfiF若令21=A+B+p(4-13)Dq,=-.（4-14）STA所以，可得出（4-15）SD为动力矩，表示系统在受地面反力且满足几何约束条件下的力矩。为静力DS矩，表示系统在维持各个关节相应角度且承受地面反力的力矩。所以舞蹈机器人运动输出的力矩之和为。SD舞蹈机器人机器人的自由度中，被约束了三个自由度表示为：=（，）（4-16）A6ij4j舞蹈机器人的运动关节自由度对应的控制力矩为：=（、.、）(4-17)1ij2j6j已知，可以得（4-14）：A=（4-18）SjjSiM61A3221根据（4-16）,可以得（4-15）：Si6Di=-(4-19)jj=-Sj4j根据从（4-13）中得出，得：i6Sj6j4=（4-20)Sjij641032109977A2将(4-19)反解得到:=(4-21)32111032019977ASjij64从而得到。2122利用的值，可得：321=（4-22）SjjSjSi5432183281665432132AA2根据上面的计算可以得出每一个、的值。从而的出没事每时每克的。SDi23五、双人舞蹈机器人步伐设计5.1舞蹈机器人步伐设计的作用双人舞蹈机器人的行走过程中其各组成部分运动轨迹的规划是机器人论文的必要组成部分，即机器人行走过程中的步态规划，比如说，当离开地面的掌底后,脚掌在空中的轨迹,落地过程中摇摆阶段等的详细情况。比较常用的方法是先规划出踝关节与髋关节的轨迹，然后是计算其它组成部分的轨迹。双人舞蹈机器人的步态规划过程必须考虑到：1.机器人本体不和环境或者自身发生干涉。2.舞蹈机器人的稳定性得以保障，从而实现预定的轨迹。5.2舞蹈机器人步伐设计双人舞蹈机器人的步态规划主要有三种方式：离线规划、在线规划以和离线规划加在线修正。事先规划好各个关节的运动是离线步态轨迹规划，对外界环境的适应能力差是其主要缺点。在线修正方法的前提是在离线规划的基础上保证行走步伐的稳定性，然后根据传感器反馈的动力学信息，对舞蹈机器人步态同时地加以修正，使得机器人稳定的步行。优点是环境的适应能力强;离线规划加在线修正的优点是具有很强的灵活性和环境适应能力，但缺点同样明显对各方面要求很高，难以应用在实践中。离线规划的方法是目前唯一可使用的方法，因此机器人在现阶段使用离线规划的方法，假定机器人行走环境，过程为1.确定舞蹈机器人脚的运动轨迹（根据地面情况），2.确定舞蹈机器人上体的轨迹（根据步行的周期性和步行稳定性要求），3.解出舞蹈机器人各个关节的运动轨迹（根据逆运动学求）。5.3机器人前向运动时的质心运动轨迹24当舞蹈机器人的脚向前运动时，其模型可以简化为如图（5-1）图5-1舞蹈机器人的脚向前运动简化模型图图中坐标原点位于支撑腿的踝关节处，因此可建立方程：-=0（5-2）sinlg令则：=0lgki2k解：=（5-3）tktkteC21根据步态的周期性和左右腿的对称性，有：（5-4）0t当时，边界条件：0t（5-5）lS2arcsin0因此（5-6）kttBeAt25质心坐标为：（5-7）cosinlyx计算质心的轨迹如图（5-8）：图5-8舞蹈机器人前向运动时质心的轨迹5.4舞蹈机器人前向关节角根据几何关系，舞蹈机器人支撑腿各个前向关节角可以简化为如图（5-9）26图5-9舞蹈机器人支撑腿前向关节简化图前面已经求得计算质心的轨迹()则根据几何关系得：zx,（5-10）chhZ（5-11）20l（5-12）hzxarctn（5-13）210roslk（5-14）20arclh（5-15）hka其中、分别为机器人小腿与大腿的长度，支撑腿各个关节角分别为：1l2（5-16）aza27（5-17）kzk（5-18）hz机器人支撑腿各个关节前向角如图（5-19）：踝关节前向图膝关节图髋关节前向图图5-19机器人支撑腿各个关节前向角图根据几何关系，机器人摆动腿各个前向关节角可以简化为如图（5-20）：28图5-20机器人摆动腿各个前向关节角简化图机器人的质心的轨迹（）和动腿踝关节轨迹（）上面的计算可以得到。zx,azx,根据几何关系：（5-21)_achfothz（5-22)hazxrn（5-23)20ol（5-24)210arcslk（5-25)20rolh（5-26)hka腿的关节分别是：（5-27)hbh29（5-28）kbh（5-29）a机器人支撑腿各个关节前向角如图5-30所示图5-30机器人支撑腿各个关节前向角图机器人前向关节角的步态规划如图（5-31）:30图5-31机器人前向关节角的步态规划图31六、双人舞蹈机器人的运动仿真6.1引言本文的设计目的是:基于CAXA的双人舞蹈机器人的模型建设和运动仿真。通过CAXA的运动仿真来达到最终目的。即向完成的机器人模型上添加控制电机，然后输入控制参数数据，并规定运动件的的变动情况，最终完成双人舞蹈机器人的动画仿真。6.2运动仿真过程1在建立舞蹈机器人的各个零部件后，应用装配模块，约束好机器人各个运动件的运动副，完成机器人主体模型的装配。2在机构模块中导入机器人的主体模型，再从工具栏中选择“电机/伺服”命令为舞蹈机器人的各转向关节添加伺服电机。3.在各个电机中添加简单的参数，测试电机能否正常运行。4.设定伺服电机的初始状态。5.添加伺服电机的运动数据。6.运动仿真将装配模型导入到动画模块中，确定各个零件随时间变化的运动状态，输入动画的时间和帧数，最后点击“运行”命令，运行得到舞蹈机器人的仿真