基于Adams的150kg机器人运动学分析及仿真.pdf

本文主要探讨了基于Adams软件对一款150kg重载机器人的运动学分析和仿真。Adams是一款广泛应用于机械系统动力学分析的仿真工具，特别适合进行机器人运动仿真实验。对于150kg重载机器人，其运动学分析是研究的基础，包括正运动学和逆运动学。 正运动学主要涉及机器人从关节变量到末端执行器位置和姿态的转换。通过D-H参数模型，研究者建立了这款机器人的运动学模型。D-H参数模型是一种标准的机器人描述方法，它通过一系列参数来描述连杆之间的相对位置和方向，从而推导出机器人的运动方程。 逆运动学则相反，是从末端执行器的目标位置和姿态反推出各关节应有的角度。文章中提到，作者推导出了机器人逆运动学的解析解，这对于轨迹规划、工作空间分析和动力学计算至关重要。此外，文中还分析了机器人奇异位姿的判断依据以及在遇到奇异位姿时如何选择最佳解，这对于避免机器人在操作过程中出现不稳定或无法运动的情况具有重要意义。 在Adams软件中，研究者构建了150kg机器人的虚拟样机，并将利用运动学模型规划出的关节位置样条曲线作为Adams虚拟样机的关节驱动曲线。通过仿真，验证了所求解的运动学方程的正确性。仿真结果表明，机器人末端执行器的轨迹与规划轨迹一致，这进一步确认了运动学模型的准确性。 仿真过程中，Adams不仅提供了关节位置的验证，还能输出关节速度、加速度和力矩曲线，这些数据对于评估机器人作业的安全性至关重要。由于重载机器人在作业过程中可能存在较大的安全隐患，例如因编程错误或轨迹规划不当造成的碰撞问题，提前通过Adams进行仿真分析能够有效预防这些问题，确保实际生产过程中的安全性。 总结来说，本文通过Adams软件对150kg重载机器人进行了深入的运动学分析和仿真，解决了正逆运动学问题，分析了奇异位姿，构建了虚拟样机进行动态模拟，为机器人的安全作业提供了理论基础和实践依据。这种研究方法对于提升重载机器人系统的性能和安全性具有显著的价值，也为其他类似项目的研发提供了参考。