基于ADAMS的三转动自由度并联机构仿真分析

２科技资讯　ＳＣＩＥＮＣＥ　＆　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ选定　Ｒ＝１／２　的　ＬＤＰＣ　码，采用　ＢＰＳＫ　调制，经过Ｐｒｏａｋｉｓ’Ｃ　信道模型，采用不同的码长，经３次迭代，得到ＳＮＲ　与ＢＥＲ的关系如下。

从图１中可以看出，在　ＰｒｏｋｉｓＣ信道中，采用　ＭＭＳＥ－ＬＥ，随着码长的增加，所需要的比特能噪比会有所下降。

这是因为随着数据块长度的增大，ＢＰ　译码算法的去相关能力也会增强。

但码长到一定程度时，其所需要的比特能噪比就变化不大了。

当数据块的长度从５１２增加至４０９６的时候，ＭＭＳＥ－ＬＥ算法所获得的增益约ｌｄＢ。

从图２中可以看出，随着迭代次数的增加的进行，系统的误比特性能越来越好，这是　ＬＤＰＣ　码均衡通过迭代均衡／译码，充分利用均衡技术以及外部信息来提高性能的结果。

最初迭代的编码增益较高，但随着迭代次数的增加，这种增益增长就会相对缓慢下来，经过约３到５次迭代，它的ＢＥＲ的值就基本上在一个数量级上作小幅度变化。

继续迭代下去就没有必要了。

从图２中还可以看到：在低比特能噪比情况下，ＭＭＳＥ　ＬＥ通过迭代所获得的增益并不是很大；但是在高比特能噪比情况下，其增益就很明显了。

这是因为在低比特能噪比情况下，解码器产生的是不可靠的判决。

这样，先验信息的可靠性就不会随着迭代次数的增加而显著增加。

而当　ＳＮＲ　大到一定程度时，如与传统的串联机构相比，并联机构由于其具有刚度大、精度高、承载能力强、速度和加速度高、结构简单等优点，逐渐成为制造业的研究热点之一。

它的应用领域涉及机床、机器人、运动模拟器、娱乐、医疗等方面，应用前景十分广阔。

然而由于并联机构的自身特点，其设计计算较串联机构更为复杂，在建立方程和求解方程的过程中会耗去大量精力的工作。

现可利用动力学仿真软件建立机械系统的仿真模型，进行运动学和动力学仿真研究，从而大大提高设计效率。

ＡＤＡＭＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）软件是当今世界上使用最广的机械系统仿真分析软件，本文以１ＰＴ＋３ＴＰＳ型并联机构为例，利用ＡＤＡＭＳ仿真软件实现对并联机构的建模和运动学仿真分析。

基于SolidWorks和ADAMS的3R机械手运动仿真本文利用SolidWorks软件对所设计三自由度机械手进行三维实体建模，然后通过SolidWorks和ADAMS良好的数据接口将模型数据直接导入ADAMS，根据实际设计要求添加相关约束，在此基础上进行运动仿真，研究机械手各机构关节的运动，测量各个关节的关节角位移、速度、加速度和驱动力矩的变化情况，通过观察各机构的运动轨迹以及相关曲线的变化趋势确定设计中存在的问题，对设计阶段的产品进行虚拟性能测试。

1 . 3R机械手的三维实体模型1.1利用SolidWorks建立机械手的三维实体模型本文所研究的三自由度机械手由臂1，臂2，臂3和手爪组成，臂1与大地固结在一起，其装配效果图如图1所示。

图1 机械手装配模型1.2三维模型的导入首先在SolidWorks环境下将机械手装配模型保存为“.x_t”格式，然后在ADAMS 中执行[import]导入刚才生成的“.x_t”文件。

导入的模型没有质量，需要自己添加，在ADAMS中分别定义各零件材料属性为“steel”。

2 . ADAMS运动仿真机械手在运动过程中要尽量平滑、平稳，否则会产生机械部件的磨损加剧，并导致机械手的振动和冲击。

因此在仿真过程中测量各个关节的关节角位移、速度、角加速度和驱动力矩的变化情况。

将模型各零部件导入ADAMS软件中后，各个构件之间还没有任何的约束，模型只是提供了各构件的初始位置。

本机械手两两相邻的构件构成的三个关节都是转动关节，均定义为旋转副，底座与大地之间定义为固定副。

添加完约束后的模型如图2所示。

图2 ADAMS环境下机械手仿真模型本文为机械手设置运动路径，已知路径求解各关节的驱动和力矩和转角运动情况。

设图中球的运动角速度如下图3：图3 球的运动角速度设定添加一个运动平面，设定机械手完成上料过程，现设路径如下图4，图4 机械手的运动轨迹至此建立起了机械手完整仿真模型，然后进行5s、50步的仿真。

第22卷　第8期计　算　机　仿　真2005年8月 文章编号:1006-9348(2005)08-0181-05基于ADA M S的并联机器人运动学和动力学仿真游世明,陈思忠,梁贺明(北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081)摘要:应用机械系统动力学仿真分析软件ADAM S,建立了Stewart型并联机构的虚拟样机模型,包括对并联机器人各部件的简化方法、在ADAM S中的模型描述及仿真过程控制,并利用该虚拟样机模型对并联机器人进行了运动学和动力学分析。

为并联机器人系统的设计、制造和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数。

实现了在计算机上通过使用CAE仿真软件来对并联机器人的运动和动力性能进行分析,为并联机器人的设计提供了一套有效的分析方法。

关键词:并联机器人;运动学;动力学;虚拟样机中图分类号:TP391.9 文献标识码:AK i nema tics and D ynam ics S i m ula tion of P M T Ba sed O n ADAM SY OU Shi-m ing,CHEN Si-zhong,L I A N G He-m ing(School ofM echanical and Vehicle Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China)ABSTRACT:This paper uses mechanic dynam ic analysis soft ware ADAM S to build a virtual p rototype of theStewart Parallel KinematicsM achine Tool,gives the detail of si mp lified method of model,ADAM S descrip tion ofmodel,control of si m ulating p rocess.The virtual p rototyp ing model of the P M T p rovides the theoretic foundationand main parameters for the system design,p roduction and app lication in experi m ent.It show s the si mulation forthe kinematics and dynam ics of P M T,realizes an effective method for the engineering design w ith the CAEsoft ware on computer.KEYWO RD S:Parallel kinematics machine tool;Kinematics;Dynam ics;V irtual p rototype1　引言1965年,德国学者Stewart提出了一种新型的、6自由度并联机器人平台机构,称为Stewart平台。

基于ADAMS软件的Tricept并联机构动力学仿真分析摘要：随着信息技术的不断发展，人们对应用机械动力学仿真软件的开发越来越关注，本文主要阐述了当前在这种仿真软件adams的基础上建立的一种并联机构的动力学仿真模型的相关内容，供大家参考。

关键词：并联机构；adams；动力学仿真计算机仿真的主要功能之一就是对机械系统的运动学和动力学进行仿真分析，以确定系统及其各个构件在任意时刻的位置、速度和加速度，同时，通过求解代数方程组确定引起系统及其各个构件运动所需的作用力及其反作用力[1]。

在计算机仿真方面已推出的有：美国mdi公司开发的adams、美国eds子公司sdrc公司的i-deas、cadsi的dads（dynamic analysis and design system）及德国航天局的simpack等。

这些软件能够被大家广泛应用主要是因为它们集中了最新的动力学理论成果、数学求解器、各种强大的后处理模块等等，这些都是用来建立机械系统的仿真模型。

这些软件的开发有利于将工作的重点放在模型的设计上，而节省了建立方程和求解等工作中，有效地提高了设计人员的工作效率，进而提高了机械系统仿真的技术含量。

adams（automatic dynamic analysis of mechanical system）全称是机械系统自动动力分析软件，是美国mdi（mechanical dynamics inc.）公司研制开发的一种虚拟样机仿真分析软件。

adams 软件是以多体动力学为核心建立起来的以描述机械系统运动规律、运动特性为目标的仿真软件，可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。

这种软件已经被世界所认可并被广泛的应用到机械系统仿真分析软件，在这一领域占有试产达到百分之七十，这种虚拟样机的功能更加受到了机器人人员的喜爱。

我国对这一软件也开始重视起来，并已经对这一软件进行细致地分析。

基于ADAMS并联机构摇摆台运动学和动力学仿真ADAMS并联机构摇摆台是一种具有高精度和稳定性能的摇动平台，可以被广泛应用于医学、航空、军事等领域。

本文将基于ADAMS仿真软件，对ADAMS并联机构摇摆台的运动学和动力学特性进行分析和研究。

1、运动学分析运动学是研究对象的运动规律和运动形态的科学。

对于ADAMS并联机构摇摆台的运动学分析，我们需要将其建立为ADAMS仿真模型。

通过对各个连接点的运动学参数进行建模，可以计算出摇摆台在不同运动条件下的运动规律和运动形态。

2、动力学分析动力学是研究物体受力或加速度变化的科学。

对于ADAMS并联机构摇摆台的动力学分析，我们需要考虑机器的质量、瞬时速度和加速度等因素。

通过对机器的各个部分进行动力学建模，可以计算出机器的运动状态和运动特征。

3、仿真分析仿真分析是一种基于计算机建模和仿真技术对对象进行分析的方法。

在对ADAMS并联机构摇摆台进行仿真分析时，我们需要将其建立成ADAMS模型，并对模型进行运动学、动力学模拟，以模拟机器的真实运动情况，进而分析其性能特点。

4、结论基于ADAMS仿真软件，我们可以对ADAMS并联机构摇摆台进行运动学和动力学仿真分析。

通过对其运动规律和运动特征进行研究，可以为机器的设计和优化提供重要参考依据，并可为其应用于不同领域和场合提供更好的解决方案。

相关数据可以是多种形式的，比如实验数据、统计数据、市场数据等等。

以下以市场数据为例，进行分析。

以某电商平台上某商家销售的商品数据为例，可以得到以下数据：- 商品类别：家用电器- 商品数量：10000件- 平均价格：500元- 最高价格：1500元- 最低价格：200元- 月销售额：500万元以上数据可以帮助我们对该商家的销售情况进行初步的分析。

首先，商品数量较大，但平均价格不高，说明该商家的家用电器属于普及型或中档型商品，适合大众消费。

同时，最高价格在1500元以下，最低价格为200元，说明该商家的商品价格区间较为均衡，较为符合消费者的消费能力和需求。

基于Adams的三自由度Delta机械手的运动学仿真分析作者：伍经纹徐世许王鹏宋婷婷来源：《软件》2017年第06期引言机器人技术发展给传统的工业带来了巨大的变化，大大的提高了社会生产力水平。

现代工业生产中运用的工业机器人大致可以分为串联工业机器人和并联工业机器人和混联工业机器人。

最典型的并联机器人是Delta机器人，它是由R.Clavel博士于1985年提出的。

其中，三自由度的Delta并联机械手具有刚度大，承载能力强、重量轻、体积小、定位精确、效率高等特点，在包装、分拣、轻量搬运等生产工序中得到广泛应用。

现如今为适应越来越苛刻的产品质量要求，大幅度提高企业效率，国内外各大机器人制造厂商分别制造出各自的Delta机器人。

Delta并联机器人呈现出高速高精、灵活性等方向的发展趋势[。

但值得指出的是，尽管近些年来不断涌现出结构特点鲜明的并联机器人样机，但与串联机构的产业化水平相比，并联机械手还存在较大差距。

究其根本原因，控制层面研究成果的缺乏很大程度上影响了并联机械手的工作性能，阻碍和限制了该类机械手在工业中的前景。

目前对Delta机械手在轨迹规划、控制策略方面还不够成熟导致机械手运动过程出现剧烈震动，使得机械手的使用寿命降低，增加企业成本。

通过对运动轨迹和路径合理规划，可以提高机械手的效率、稳定性、可靠性，延长使用的寿命。

因此本文采用改进修正梯形加速度的方法在笛卡尔坐标系下进行轨迹规划、采用虚拟样机ADAMS软件进行运动仿真获得结论。

1Delta机械手运动学1.1Delta机械手的数学模型Delta机械手有三个平动自由度，建立数学模型如图1所示，分别以等边三角形AClC2C3中心O和AAlA2A3中心0建立静平台坐标系O-XYZ和动平台坐标系o-xyz。

其中，x轴沿着主动臂C1B1方向建立，z轴与静平台垂直并指向上，Y轴的方向根据右手定则确定。

动平台坐标系的建立同理。

机械手的主要参数有主动臂长度，从动臂长度为，静平台外接圆半径为R，即动平台外接圆半径为相互之间夹角为e=120°，静平台与主动臂之间的夹角。

第32卷第5期2010年5月舰 船 科 学 技 术SH I P SC I E NCE AND TEC HNOLOGY Vo.l 32,No .5M ay ,2010基于ADAM S 并联机构摇摆台运动学和动力学仿真卢道华,万 展(江苏科技大学机械工程学院,江苏镇江212003)摘 要: 介绍了一种用于船舶辅机设备陆地性能测试的三自由度并联机构摇摆台。

主要模拟特定海况下横摇、纵摇和升沉运动,不但分析了该结构摇摆台的空间结构和空间运动姿态的位置解算,还应用机械系统动力学仿真分析软件A DAM S ,建立了虚拟样机模型,给出了一种基于ADAM S 的求解并联机构摇摆台运动学和动力学的方法,获得了有关运动学及动力学特性曲线,为船舶辅机摇摆台系统的设计、制造、创新和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数。

关键词: 摇摆台;三自由度并联机构;ADAM S ;运动学;动力学中图分类号: T H 113 2文献标识码: A文章编号: 1672-7649(2010)05-0119-06DO I :10 3404/j issn 1672-7649 2010 05 030K ine m atics and dyna m ics si m ulation of parallel m echanis m motionplatfor m based on ADA M SLU Dao hua ,WAN Zhan(Schoo l o fM echan icalEng i n eering ,Jia ngsu Un i v ersity o f Sc i e nce and Technology ,Zheng jiang 212003,Chi n a)Abst ract : A k i n d o f 3 DOF para llelm echan is m m oti o n platfor m applied for perfo r m ance test o f sh i p aux iliar y fac ility on land w as i n troduced ;itm ai n ly si m ulated the m oti o n o f rolling ,pitch i n g and heav i n g in a particular ocean situati o n.Th is paper no t on l y analyzed the space structure and spatia l positi o n so l u tion of the platfor m ,but a lso used m echanic dyna m ic ana l y sis soft w are ADAM S to bu il d a v irtua l pr o totype of the platfor m ,gave t h e m ethods o f the so lv i n g the kine m atics and dyna m ics o f the platfor m of the parallel m echanis m s ,and got the k i n e m atics and dyna m ics characteristics curve .The v irtua lproto typ i n g m odel of the para lle lm echan is m prov i d ed the theoretic foundati o n and m a i n para m eters for the syste m desi g n ,producti o n,crea ti o n and app lication in experi m en.tK ey w ords : m oti o n platfor m ;3 DOF para ll e lm echan is m s ;ADAM S ;k i n e m a tics ;dyna m ics收稿日期:2009-10-11;修回日期:2009-11-17作者简介:卢道华(1963-),男,教授,主要从事柔性制造新技术、舰船多A gen t 技术、机电一体化新产品开发与系统工程及计算机测控技术等方面的研究工作。