码垛机器人admas仿真

机器人动力学仿真

按照运动学仿真的类似步骤为机器人添加材料、运动副和关节驱动,给机器人手腕末端施加50N最大负载,仿真模型如图5-17

码垛机器人admas仿真的图1

图5-17 机器人样机动力学模型

5.5.1 典型工况下的路径规划

如图5-18为机器人搬运物体的路径规划,由于腕转关节、腕摆关节和手转关节处于机器人手臂末端,关节所受的扭矩较小,同时为了降低求解难度,因此仿真时只设置了腰部回转关节、肩关节和肘关节。在1秒内肩关节和肘关节同时旋转90度,此时达到肩部关节的极限位置,之后腰部回转关节转过90度,最后各个关节相继复位。

码垛机器人admas仿真的图2

图5-18 典型工况下的路径规划

根据机器人作业任务的路径规划,各关节的驱动函数为:

J1STEP( time , 1 , 0 , 1.6 , -90d )+STEP( time , 3.4 , 0 , 4 , 90d )

J2STEP( time , 0 , 0 , 1 , -90d )+STEP( time , 2 , 0 , 3 , 90d )

J3STEP( time , 0 , 0 , 1 , 90d )+STEP( time , 2 , 0 , 3 , -90d )

J40.0d * time

J50.0d * time

J60.0d * time

   函数的意思为关节111.6秒逆转90度,在3.44秒正转90度;关节201秒逆向转动90度,在23秒正向转动90度;关节301秒逆向转动90度,在23秒正向转动90度;其他关节保持不动。

设置仿真的时间为4000毫秒,仿真的步数为500步,点击启动符号启动仿真。

5.5.2 动力学仿真曲线图

如图5-195-20,各个曲线变化过程中没有出现断点,说明本机器人结构总体的布局合理,机器人在工作过程中各关节能按照运动规划要求平稳运行。

码垛机器人admas仿真的图3

图5-19 J1、J2、J3角位移曲线

码垛机器人admas仿真的图4

(a)J1的角速度和角加速度曲线

码垛机器人admas仿真的图5

(b)J2的角速度和角加速度曲线

码垛机器人admas仿真的图6

(c)J3的角速度和角加速度曲线

图5-20 关节角速度与角加速度

5.5.3 关节扭矩曲线图

如图5-21,肩关节与肘关节处于同一竖直线上,两关节扭矩的值大小相等。在01秒之间,小臂和大臂逐渐展成水平状态,当完成展成水平状态时,肩关节扭矩达到最大值,同时腰部回转关节启动惯性力矩也达到最大值,在运动过程中,小臂全程处于水平状态下,理论上来说肘部关节扭矩应保持不变,但由图中曲线可以看出,肘部关节扭矩有较大波动,此外,肩关节扭矩在12秒和34秒也有较大波动,原因是机器人是一种存在复杂耦合关系的机械系统,各个关节的运动会对其他关节的运动造成一定的影响。

码垛机器人admas仿真的图7

(a)关节J1的扭矩变化图

码垛机器人admas仿真的图8

(b)关节J2的扭矩变化图

码垛机器人admas仿真的图9

(c)关节J3的扭矩变化图

图5-21 关节扭矩图

码垛机器人admas仿真的图10

机械臂admas建模

码垛机器人admas仿真的图11工况下末端的路径规划

码垛机器人admas仿真的图12

J1、J2、J3角位移曲线码垛机器人admas仿真的图13 J1、J2、J3角速度曲线码垛机器人admas仿真的图14

J1、J2、J3角加速度曲线码垛机器人admas仿真的图15关节J1的扭矩变化图码垛机器人admas仿真的图16关节J2的扭矩变化图码垛机器人admas仿真的图17关节J3的扭矩变化图


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