### 基于Pro/E和ADAMS的机械手运动学仿真
#### 1. 引言
随着计算机技术的快速发展，仿真技术作为一种重要的工程技术手段，在近几十年得到了广泛的应用和发展。在机械设计领域，特别是对于复杂的机械系统如工业机械手的设计与优化来说，采用虚拟仿真技术能够显著提高设计效率和准确性。本文将详细介绍如何使用Pro/E和ADAMS软件来完成5自由度工业机械手的运动学仿真，并探讨这两个软件之间接口的应用。
#### 2. 在Pro/E Wildfire 2.0中的三维建模及装配
##### 2.1 三维建模
为了确保模型能够在Pro/E和ADAMS之间顺利传递，建模时需要注意以下几点：
- **模板选择**：推荐使用Pro/E提供的默认模板，以确保单位的一致性（长度：英寸，质量：磅，时间：秒，温度：华氏度）。
- **零件数量**：尽可能减少零件数量，如果不同零件之间的相对位置固定，则可以合并为一个零件。
- **命名规则**：对于相同的零件，应使用不同的名称存储，以避免在导入ADAMS时出现图形丢失的情况。
##### 2.2 创建装配体
在Pro/E中创建装配体时，可以通过定义连接方式来约束元件的位置，以确保装配的准确性和稳定性。在完成连接定义后，还可以添加额外的约束条件，以方便在ADAMS中设定关键点。
#### 3. 模型导入
模型导入是将Pro/E中创建的三维模型转移到ADAMS中进行仿真的关键步骤。通常有两种方法可以实现这一过程：
- **文件格式转换**：将Pro/E中的模型保存为ADAMS可识别的格式（例如IGES、STEP），然后再导入ADAMS。但这种方法可能导致图形元素丢失。
- **使用Mechanism/Pro接口**：这是更推荐的方式，通过Mechanism/Pro模块可以实现Pro/E与ADAMS之间的无缝连接。
##### 3.1 导入方法
Mechanism/Pro是专门为Pro/E和ADAMS开发的接口程序，可以有效地将Pro/E中的装配模型导入到ADAMS中进行仿真。为了确保整个模型能够一次性成功导入，需要注意以下几点：
- **装配关系定义**：在Pro/E中清晰地定义每个部件之间的装配关系。
- **文件处理**：生成的文件包括transferToView文件（记录模型的物理信息）、SLP图形文件（记录各刚体的形状）以及aview文件（记录读取路径）。当遇到导入失败的情况时，可以通过修改aview文件中的路径或重新保存有问题的子装配体为Render格式的SLP文件来解决问题。
##### 3.2 导入过程
- **安装Mechanism/Pro2005**：确保Pro/E和ADAMS的版本兼容。
- **启动Pro/E**：通过特定的命令行指令启动Pro/E，确保Mechanism/Pro模块被正确加载。
- **打开装配体总成**：在Pro/E中打开已经完成的装配体，通过特定的菜单选项启动Mechanism/Pro，进行刚体的创建和模型的导出。
#### 4. 运动学仿真
一旦模型成功导入到ADAMS中，就可以进行运动学仿真了。通过设置不同的运动条件，比如关节的角度变化或末端执行器的速度，可以模拟机械手的工作状态。仿真结果通常以位移和速度的曲线形式呈现，这些数据对于优化机械手的设计和控制策略至关重要。
通过使用Pro/E进行三维建模和装配，结合Mechanism/Pro接口将模型导入ADAMS中进行运动学仿真，可以有效地验证和优化机械手的设计方案，为后续的实际应用提供有力支持。
