两自由度并联机械手运动仿真.pdf
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1、2003 年 MSC.Software 中国用户论文集 两自由度并联机械手运动仿真两自由度并联机械手运动仿真 徐艳华徐艳华 倪雁冰倪雁冰 梅江平梅江平 李可李可 天津大学机械工程学院 - 1 - 2003 年 MSC.Software 中国用户论文集 两自由度并联机械手运动仿真两自由度并联机械手运动仿真 徐艳华 倪雁冰 梅江平 李可 (天津大学机械工程学院) 摘 要摘 要:本文采用虚拟样机仿真软件 MSC.ADAMS 对两自由度并联机械手样机模型进行运动 学分析, 仿真过程中通过预估末端件的运动规律, 然后依据运动仿真结果方便地求得主动件 的运动输入曲线。 关键词关键词:并联机械手 虚拟样机
2、运动仿真 Keywords: Keywords: Parallel robot; Virtual prototype; Kinematic simulation Abstract:Abstract: In this paper the kinematics analysis of a 2-DOF high-speed parallel robot was discussed on the basis of MSC.ADAMS-the software about the mechanical simulation. Given the kinematics trace of the movin
3、g platform, it is easy to determine the revolute angle of the drive arms by means of the kinematic simulation. 1 机构简介机构简介 如图 1 所示, 二自由度高速并联机械手主要由两条运动链和动平台组成, 每条运动链包 含两个平行四边形,其中一个由主动臂和副主动臂构成,另一个由两条从动臂构成。两个平 行四边形之间通过刚性肘关节连接, 该结构使得动平台始终保持与机架呈固定姿态。 整个结 构通过动平台与机架连接, 当机构在平面内运动时, 主动臂末端连接的伺服电机驱动两条运 动链共同作用于动
4、平台完成操作; 当机构需要在与运动平面正交的纵方向运动时, 则通过伺 服电机驱动丝杠带动静平台, 进而带动整个机构完成进给运动。 动平台末端可以根据生产中 y O x 手爪 动平台 从动臂 副主动臂 主动臂 图 1 2-DOF 平动全铰接并联机械手图 2 2-DOF 并联机械手虚拟样机 - 2 - 2003 年 MSC.Software 中国用户论文集 的实际需要来安装不同形式的手爪。 2 二自由度并联机械手虚拟样机二自由度并联机械手虚拟样机 MSC.ADAMS 软件支持众多 CAD 软件的输出格式,这里我们采用实体造型软件 Solidworks 构 建 复 杂 机 械 样 机 模 型 , 将
5、 模 型 保 存 为 Parasolid 格 式 以 输 出 到 MSC.ADAMS/View 环境下。 将整个装配输入到 MSC.ADAMS/View 工作环境下,系统构件的几何尺寸、质量信息、 装配位置关系以及色彩信息得以保存, 用户需要在样机模型中, 根据部件间的装配关系施加 约束。 MSC.ADAMS/View 工作环境下,二自由度并联机械手虚拟样机如图 2 所示。 3 运动仿真运动仿真 3.1 轨迹规划轨迹规划 如图 3 所示, 一个完整的抓取动作可分解为几条直线轨迹段完成: (1)手爪从参考位置 水平移动至目标位置正上方; (2)下落至目标位置; (3)抓取操作对象,然后提升超 过
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