基于ADAMS的機(jī)器人系統(tǒng)的性能分析及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、目錄目錄ABSTRACTV第一章緒論11.1機(jī)器人的意義11.2機(jī)器人仿真國內(nèi)外的現(xiàn)狀21.2.1國內(nèi)機(jī)器人仿真現(xiàn)狀31.2.2國外機(jī)器人仿真現(xiàn)狀41.2.3存在的不足513^^li■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■51.4機(jī)器人運(yùn)動學(xué)介紹61.5含間隙機(jī)構(gòu)的動力學(xué)介紹71■6i^^wIJLil^ij^y拳攀7第二章機(jī)器人的空間描述和坐標(biāo)變換921數(shù)學(xué)理論某礎(chǔ)92J.■1“1日_J人^

2、^l^fO、z^—i^J^ti92.1.2坐標(biāo)系方位的描述92.2岡Ij體位置和姿態(tài)描述1023眷華》1...傘11..112.31平移變換1123.2旋轉(zhuǎn)變換112.3.3復(fù)合變換122.3.4平移和旋轉(zhuǎn)齊次坐標(biāo)變換132.3.5齊次矩陣復(fù)合變換13第三章機(jī)器人運(yùn)動分析143.1機(jī)器人連桿坐標(biāo)系14311““木|暑眷眷153.1.2連桿之間的關(guān)系163.1.3DH矩陣法163.1.4連桿坐標(biāo)系的建乂163.

3、1.5連桿坐標(biāo)系的參數(shù)定義173.3本文所研究的機(jī)器人連桿的結(jié)構(gòu)及參數(shù)183.4逆向運(yùn)動學(xué)求解問題20第四章機(jī)器人模型建立224.1ADAMS軟件及參數(shù)化建模方法介紹224.2建模環(huán)境設(shè)置244.3.2設(shè)置關(guān)鍵:變量2533A^.^^^^J^^^■■■■■■■■■■■■■■■264.34、.3^^^~|“1.....264.3.5建立連桿2274.3.6建立連桿；29I摘要摘要隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種具有不同功能的

4、機(jī)器人在社會的各個領(lǐng)域里影響著人們的生活。虛擬樣機(jī)技術(shù)作為計算人仿真的一個重要部分，因其能夠降低成本、減少開發(fā)時間、提高效率的優(yōu)勢，得到廣泛應(yīng)用。本文以具有六自由度的串聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)的機(jī)器人系統(tǒng)為研究對象，抽取其分析模型，并利用虛擬樣機(jī)技術(shù)對其進(jìn)行仿真及性能分析，得出機(jī)器人系統(tǒng)存在的不足，以完善機(jī)器人結(jié)構(gòu)為目的對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使機(jī)器人的性能達(dá)到最佳狀態(tài)，最終得到的優(yōu)化結(jié)果亦可為制造業(yè)的實際生產(chǎn)和完善提供參考依據(jù)。本文進(jìn)行的工作主要有以下幾

5、個方面：(1)為了研究機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)問題，本文利用DH矩陣法創(chuàng)建機(jī)器人的坐標(biāo)系系統(tǒng)，實現(xiàn)其運(yùn)動學(xué)參數(shù)化模型建立，并對機(jī)器人的正向和逆向運(yùn)動學(xué)問題進(jìn)行分析。并且本文利用虛擬樣機(jī)仿真分析軟件ADAMS遵循主要構(gòu)件的尺寸比例與實際一致的原則，通過設(shè)置初始設(shè)計變量以及關(guān)鍵點參數(shù)化的方法，達(dá)到對機(jī)器人整體參數(shù)化建模的目的。(2)為了實現(xiàn)機(jī)器人按照預(yù)期的穩(wěn)定平滑的軌跡運(yùn)動，本文通過MATLAB軟件編程得到機(jī)器人到達(dá)預(yù)期位姿時各個連桿的關(guān)節(jié)變量，

6、并利用三次多項式插值法對關(guān)節(jié)變量進(jìn)行插值，使之生產(chǎn)穩(wěn)定平滑的軌跡，將插值后的角度函數(shù)導(dǎo)入ADAMS參數(shù)模型完成仿真，并對機(jī)器人在運(yùn)行過程中幾個關(guān)鍵參數(shù)的變化情況進(jìn)行分析，實現(xiàn)對模型軌跡規(guī)劃的研究。(3)為了實現(xiàn)對含間隙的機(jī)器人動力學(xué)的仿真，本文利用二狀態(tài)運(yùn)動模型對機(jī)器人進(jìn)行動力學(xué)建模，并在ADAMS軟件中實現(xiàn)建模，對幾種常用的公差配合進(jìn)行仿真，得到其性能分析結(jié)果，為物理樣機(jī)的實際制造提供實驗基礎(chǔ)。(4)為了實現(xiàn)對機(jī)器人的優(yōu)化設(shè)計，在