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《兰州理工大学》 2003年
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基于虚拟样机技术的专用机器人动力学研究

余锋  
【摘要】: 首先本文简要地介绍了焊接机器人及计算机仿真技术的发展及现状,并对多体系统动力学的发展作了扼要的论述。 然后利用旋量理论推导了水轮机修复机器人六自由度手臂的动力学方程,并对此专用机器人动力学进行分析。可知机器人各关节所受的力矩与机器人的自由度之间有着密切的关系。为后面的基于机械系统动力学软件ADAMS的仿真分析提供了理论基础。 基于三维参数化软件Pro/E建立了水轮机修复机器人的简化实体模型,然后通过ADAMS软件的接口,将虚拟样机输入到ADAMS中去。这样就在ADAMS中建立仿真模型,分别模拟两种不同工况下的受力情况。 为了真实再现机器人工作时的情况,首先,通过动力学仿真,使得机械手在作业时以匀速度通过一条最具有普遍意义的轨迹线。从而求得机器人关节空间中各关节的运动轨迹。并以此为基础建立关节空间各关节的运动轨迹函数。然后,分两种不同工况分别进行一系列动力学仿真,求出机器人各关节的所受的力和力矩。并在对打磨模型的仿真结果进行数据分析后,验证此焊接机器人不仅可以用于焊接作业,而且还可以进行打磨作业,消除了人们原来的疑虑。最后,对影响机器人关节力矩较大的因素,也就是机械手各杆件质心进行敏感性分析,为优化机器人的设计提供确实可信的数据。
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