利用ADAMS进行机器人的轨迹规划

1、adams进行机器人的轨迹规划,1 轨迹规划的原理,1.1 基本概念 机器人的轨迹规划就是根据作业任务要求，计算出机器人预期的运动轨迹以及相应的运动输入规律。 1.2 传统的规划方法 传统的轨迹规划方法实质上是位置反解问题，即求出机器人的位置反解方程（驱动输入关于位置输出的函数），然后再将机器人末端执行器的运动轨迹方程代入反解方程，从而得到与该运动轨迹相对应的各驱动关节的驱动参数。,1）将机器人末端参考点的轨迹曲线的参数方程作为点驱动的参数，若参数方程数目小于自由度数目，需要对多余的运动参数进行限制。,1.3 利用adams软件进行轨迹规划方法 利用adams进行轨迹规划需要用到软件中的“一般

2、点驱动” 和“样条函数驱动”工具。,图1 一般点驱动参数设置对话框,2）添加驱动并仿真后利用后处理得到各驱动关节的运动输入的曲线，再利用spline工具对曲线采集数据样点，作为驱动输入的参数。 3）删除前面添加的一般点驱动，然后在各驱动关节上添加驱动，修改驱动参数为样条函数驱动。 利用adams软件进行轨迹规划可不必再进行位置反解。,2 实例分析,下面将对右图所示的焊接机器人进行轨迹规划。 机器人指端的运动轨迹以空间圆锥螺旋曲线为例。 设置工作环境的角度单位为弧度（radian）。,图2 5自由度串联焊接机器人,2.1 轨迹曲线 空间圆锥螺旋曲线的参数方程为：,式中t为时间变量，s为螺旋线导程

3、，t为运动周期，at为xy平面上曲线投影的矢径。 此处取a=15mm，运动周期t=2.00s，导程s=30mm。,图3 空间圆锥螺旋曲线,2.2 添加点驱动,2.3 仿真生成各驱动关节输入曲线,2.3 仿真生成各驱动关节输入曲线 仿真的时间设为6s，步数为300。,2.4 对曲线采集数据样点，生成样条驱动函数 运行仿真时设定的步数为300，所以共有301个采样点。,2.5 为各驱动关节添加样条函数驱动 首先删除点驱动，并为五个转动副添加旋转驱动，然后再修改驱动参数。,2.5 为各驱动关节添加样条函数驱动 akispl 函数的语法： akispl( 1st_indep_var , 2nd_ind

4、ep_var , spline_name , deriv_order) 1st_indep_var独立变量，指定沿着 x 方向的值。 2nd_indep_var可选项，第二个独立变量，指定插值曲面沿着 z 方向的值。 spline_name样条曲线（面）的名称，在独立变量 (x 或 z) 值上相应的变量 y 的值。 deriv_order一个整型变量，指定在插值点处插值的求导阶数（通常为 0，但可以为 1 或 2，表示是 1 阶或 2 阶导数插值）。,2.5 为各驱动关节添加样条函数驱动 此处为驱动副1添加的驱动函数为： -akispl( time , 0 , drive_1, 0) “-” 为取反方向，其他驱动副依次类推，下图为运行仿真后的轨迹。,图6 仿真结果,2.5 为各驱动关节添加样条函数驱动,图7 添加驱动后的各关节转角曲线及参考