基于ADAMS的工業機器人建模與動力學仿真

劉佩森 靳杏子 鄭翔鵬 朱迪

摘要：為了提升工業機器人工作效率和運動性能，以6自由度工業機器人為研究對象，選用拉格朗日力學分析法進行動力學仿真。使用三維設計軟件SolidWorks對其進行結構建模，并通過接口導入ADMAS仿真軟件中，運用動力學方程，并添加驅動，最終獲得重要組件的特性曲線圖，完成動力學仿真過程。

關鍵詞：工業機器人;動力學仿真;虛擬樣機建模;拉格朗日力學分析法

中圖分類號：TH1132文獻標志碼：A

文章編號：2095-5383（2018）04-0010-04

根據美國國家標準局（NBS）和國際標準化組織（ISO）的定義，工業機器人是指面向工業領域的多關節和多自由度的擬人操作臂，是具有編程能力并在自動控制下實現預期功能的機械裝置[1]。其典型應用包括抓取、焊接、搬運、配送、涂膠、噴涂、打磨、裝配、檢測和感知等[2]。工業機器人是國家的高科技水平、制造業先進能力和綜合國力的標志之一[3]。工業機器人操作臂的主要類型包括笛卡爾型、關節型、SCARA（Selective Compliance Assembly Robot Arm，平面關節型）、球面坐標型、圓柱面坐標型和并聯結構型等。其中關節型操作臂的所有關節全部可以旋轉，具有結構緊湊，空間施展范圍大等優點，應用最為廣泛。但是關節型操作臂是復雜的動力學系統，其多個輸入與輸出之間的耦合關系存在復雜的動力學求解問題[4]。

工業機器人的結構設計較為成熟，而技術難點集中在動力學研究。動力學研究是為了優化結構設計，修正運動控制過程，提高實時控制能力，進而達到運動學的最優化控制，改善系統運動性能[5]?！?br>