基于Solidworks的机械手运动仿真设计

致 谢
感谢指导老师在此设计过程中给予
了热情诚恳的帮助和各位老师的精 心指导,限于水平有限，有遗漏和 错误之处希望各位老师批评指证
1.6焊接机械手的工作原理

固定机座后通过机身上转台的旋转和大小 手臂的运动带动旋转手腕的转动和摆动手 腕的运动，在给手抓一个配合尺寸使之能 够自由的伸缩以便夹取工件。
1.7 焊接机械手的构成和设计

焊接机械手的零部件包括:机座、机座盖板、 机身、转台、大臂、小臂、旋转手腕、摆 动手腕、手抓、销钉、螺栓、螺母等 。

SolidWorks数字化模型 →模型导入→添加复 杂约束力→仿真分析→模型优化。
六自由度机械手的运动情况给出各个转动 副的旋转角度

2.1 模拟加载与仿真
启动SolidWorks软件，如下图选择“装配图” 选项，单击“确定”按钮，建立装配体操 作界面。
2.2机构的装配过程

选择左下方“浏览”按钮如图，打开零件存放的目录，选择第一 个零件系统将默认为固定的零件，以后添加的零件依次为基准。 先选择名称为转台的零件，单击“打开”。单击界面任何位置零 件固定在界面中。在工具栏中选择“插入零部件”，如前操作打 开文件夹，继续选择零件大臂。为了不至于零件过多装配过程复 杂，采取逐个添加约束的方法，进行逐个配合并完成定位。继续 添加零件和配合的操作直到完成装配体。装配过程中合理的选择 配合关系以方便以后的运动仿真操作。如下图
基于SolidWorks六自由度 焊接机械手三维运动模拟
学生姓名:马俊 专业:机械设计制造及其自动化 指导教师:刘天祥
本课题的主要研究内容




（1）查阅机器人技术相关文章和机构，了 解国内外焊接机器人的应用和发展。 （2）画出六自由度焊接机械手部装配图。 （3）应用solidworks对机械手部分进行三维 运动。 （4）用COSMOSMotion软件对其进行仿真。

基于Solidworks的机械手运动仿真设计０引言机械手对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门，更能提高劳动生产率和自动化水平。

随着现代生产的机械化和自动化的发展对机器人的需求越来越大因而对机器人的末端执行机构机械手的研究尤为重要。

一些软件的发展为机械手的设计分析提供了方便降低了生产成本，本设计是基于Ｓolidworks软件，使得设计效率大大提高[1]。

本文是为普通车床配套而设计的上料机械手。

它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

１机械手工作原理上料机械手直接与工件接触的部件,它能执行人手的抓握功能。

手抓取物体以物体为中心,用两根手指包络物体。

根据抓取物体时的相对状态,靠手指与工件之间的摩擦力来夹持工件。

本上料机械手采用二指平动手爪,属于夹持式手爪,手指由四杆机构带动,当上料机械手手爪夹紧和松开物体时,手指姿态不变,作平动。

机械手手爪的结构见图1，①为支架、②气动杆、③和④为大螺钉、⑤和⑥为三孔连杆、⑦为小螺钉、⑧短连杆、⑨和⑩为手指。

通过气动杆②来传动力的，气缸带动气动杆②使之向上移动时,其它的杆件共同运动,此时手爪是处于握紧工件的过程;反之,当气缸带动气动杆②向下移动时, 手爪是处于张开的过程。

这样,用气缸带动连杆②做往复平动，从而使其它杆件运动,带动手爪张合，手指上的任意一点的运动轨迹为一弧摆动。

图1机械手装配简图2基于Ｓolidworks机械手仿真动画设计2.1Ｓolidworks介绍SolidWorks是一款功能强大的中高端CAD软件，方便快捷是其最大特色。

它有全面的零件实体建模、生成工作机构的分解动画制作和高级动画制作等功能该软件以参数化特征造型为基础，具有功能强大、易学、易用等特点，是当前最优秀的中档三维CAD软件之一。

Solidworks机械臂运动仿真注意事项简介Solidworks是一种强大的三维建模软件，具有广泛应用于机械工程和制造工业的功能。

机械臂是一种常见的工业机器人系统，用于执行各种复杂的任务。

在进行机械臂的设计和制造之前，进行仿真是非常重要的，可以帮助我们验证设计方案、识别潜在问题和优化机械臂的性能。

本文将介绍Solidworks机械臂运动仿真的注意事项。

1. 模型设计在进行机械臂的运动仿真之前，首先需要进行模型的设计。

模型设计要求准确、精细，模型的尺寸、结构和材料等要与实际机械臂相符。

同时，还需要考虑到机械臂的运动范围、工作负载和速度等因素，确保模型设计满足仿真需求。

2. 运动仿真设置在Solidworks中，设置机械臂的运动仿真是关键步骤之一。

仿真设置包括机械臂的关节、运动学和动力学参数等。

在进行机械臂的运动仿真前，需要确保设置的参数准确、合理，以保证模拟的真实性和准确性。

3. 约束条件在进行机械臂的运动仿真时，需要考虑机械臂的约束条件。

约束条件可以限制机械臂的运动范围，仿真过程中遵循现实情况下机械臂的运动限制。

例如，固定基座、限定关节的运动范围等。

4. 轨迹规划在机械臂的运动仿真中，轨迹规划是一个重要的步骤。

轨迹规划可以定义机械臂末端执行器的路径，使机械臂能够按照预定的轨迹进行运动。

轨迹规划需要考虑到机械臂的工作任务和工作环境，并根据需求进行优化。

5. 碰撞检测碰撞检测是机械臂运动仿真中一个重要的环节。

在进行仿真之前，需要对机械臂的各个部件进行碰撞检测，以避免在真实运动中发生碰撞。

Solidworks提供了碰撞检测功能，可以帮助我们及时发现和解决潜在的碰撞问题。

6. 运动分析和优化运动仿真完成后，可以对仿真结果进行分析和优化。

运动分析可以帮助我们了解机械臂的运动性能，如速度、加速度和力矩等。

根据分析结果，可以对机械臂进行优化，以改善其运动性能和工作效率。

7. 结果展示和报告生成在仿真完成后，可以生成仿真结果的图表和报告，用于展示和分析。

在仿真建模过程 中， 对机械手装配体做 出适 和Ａ Ｄ Ａ Ｍ Ｓ 软件对机械手进行建模及运动学仿真 ， 绘 准确性 ， 当简化 ， 将一些对仿真结果影响不大的部件省略。简 制机械手的运动曲线， 为优化其速度和加速度提供基 化后 的机 械 手模型 由安 装座 、 底座、 横梁 、 悬臂 、 主 础依 据 。 （ 副） 臂固定节 、 主（ 副） 臂活动节、 横行及引拔方 向的滑 座、 上下 行 滑座 、 主 副手 及 相 应 的 导轨 和 滑 块 等
《 装备制造技术） ２ ０ １ ３ 年第 ４ 期
基于 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ和 ＡＤ Ａ ＭＳ的 注塑机械 手运动 学仿 真
蔡汉 明 ， 管 洋， 刘承 昆
（ 青 岛科技大学 机电工程学院 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ６ １ ）
摘 要： 注塑机机械 手是一种广泛应用在注塑挤 出机上的 实现 工件取放 的一 种 自动化设备。注塑机机械手一般使 用伺服
１ 注 塑机械手 建模及装配
４ ８ 个 零 件装 配而 成 。 同时 为 了更 加 直 观 的在 实 时仿
真过程 中观察 机械手主手末端手爪 中心 的位 置 ， 特 Ａ Ｄ Ａ Ｍ Ｓ软件提供 了建立 三维 实体模 型的建模 将主手末端建立成 圆锥状 ， 其长度 、 相对活动节坐标 模块 ， 但对于创建较 复杂 的系统仍存在一定局限性 。 系的笛卡尔空间位置没有变化 ，其锥尖 即为手部 中
分析 ，预测产 品的整体性能 ，进 而改进产品整体设 计， 提高产品性能的技术 。 使用虚拟样机技术可以大
大 缩减 产 品的研 发 周期 ， 同时保 证产 品 品质 。 注 塑 机 械 手是 一 种 安 装 在 注 塑机 上 ，实 现注 塑

术
与
工
程
Ｃ２４ ３ ０ 一Ｓ３ ０ ２４ ０ １ Ｃ２ａ ＋ Ｃ２ １ ３２ ａ ０
１ ２卷
则可 得各 连杆参 数 ， 表 １ 见 。 利用表 １中 的连 杆 参 数 ， 可 以根 据 公 式 （ ） 便 １ 计算 出各连 杆坐 标系 的齐次 变换矩 阵 。
表 １ 机 械 臂 连 杆 参 数
一
Ｃ１ ０４ ５ 一 Ｓ１ ０ ３ ０ ３Ｓ ｌ ０ Ｃ５ Ｃ２ ０ Ｃ１ ２ Ｓ ４ Ｓ１ ３Ｓ５０ Ｃ１ Ｓ１ ４ Ｃ２ ＋ １ Ｃ５ ４ ０ ０ ３０ Ｓ２
１ ］ ● ●
一
０
０
９ 。 ０
一
１
Ｏ
Ｏ
● Ｊ
０
Ｓ ３Ｃ５ ２４
劣， 噪声和粉尘严重 ， 影响操作工人 的健康 。对于
大型 自由 曲 面 ， 种 局 限性 更 为 明 显 。这 种 状 况 这 已经 成 为制 约 自由 曲面 高质 高 效加 工 的瓶 颈 ¨ 。 Ｊ
笔 者 针对 工业 实 际 中大 型 抛 光 工 件 抛 光 效 率
建立机械手 的运动学方程。在 每一个连杆上 固连
。Ｙ Ｐ ｙ ０。 ｐｚ 源自Ｔ ＝ 费 时费力 ， 效率 低 下 ， 且 产 品 的加 工 质 量 和 一 致 而 性 差 ， 度 低 。另 外 ， 业 现 场 的抛 光 环境 比较 恶 精 工
１ 运动学建模
在 Ｄ— 法 中 ， Ｈ方 用齐次 变换 来 描 述各 个 连杆 相 对 于 固定参考 系 的空 间几何 关 系 ， 而 推 导 出末 端 从 坐标 系相对 于基 坐标 系 的 等 价齐 次 坐 标 变换 矩 阵 ，
第 １ ２卷
第 ８期

5 结语
责任编辑：于淑清 收稿日期：2010－04－14
215
第 31 卷第 10 期
基于 Solidworks 的机械手三维建模及其运动仿真— ——夏学文，等
Vol.31No.10
1.1 机械手零部件的三维建模
的零部件会自动定义为固定静止的部件，然后依次
Solidworks 零部件的建模过程为： 首先选取合 插入 各 零 部 件 ，通 过 一 系 列 的 配 合 约 束 关 系 ，装 配
［5］吴序堂. 齿轮啮合原理［M］. 西安：西安交通大学出版社，2009. ［6］刘鹄然，赵东福，宋德玉. 现代啮合理论［M］. 杭州：浙江大学出版
社 ，2008. 作 者 简 介 ： 耿 金 萍 （1984- ），女 ，江 苏 徐 州 人 ，中 国 矿 业 大 学 机
电 学 院 ，研 究 生 ，机 械 制 造 及 其 自 动 化 专 业 ，电 话 ：0516-83590278 ， 电 子 信 箱 ：gengjinping188@.
注意的问题。 有些零部件特征相当的复杂，例如铲 零部件”命令，依次如图 1 所示，排列各零部件，顺
臂爪臂的建模。 因为它的主体特征是一个比较复杂 序按照从上到下排列。 注意插入的零部件应该集中
的曲面，所以需要熟练曲面建模的命令。 曲面建模 在一个区域，不要过于分散，以便于下一步装配步
通过带 控 制 线 的 扫 描 曲 面 、放 样 曲 面 、边 界 曲 面 以 骤 。 （3）装 配 时 ，将 所 有 的 零 部 件 通 过 “重 合 ”、“平
1.2 机械手的装配 Solidworks 提供了强大的装配功能，其优点为：
（1）在 装 配 体 环 境 下 ，可 以 方 便 地 设 计 及 修 改 零 部

关键词：机械手；ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ；简图；谐波减速器 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｋｅｙ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｓｅｌｅｃｔ ｔｈｅ ｄｒｉ“ｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ＇ｓ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｕｓｅｓ ｑｕａｌｉｔｙ— ｃｈａｒａｃｔｅｒ—ｔｏｏｌｓ ｆｒｏｍ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ ｔｏ ｈｅｌｐ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｐａｒｔｓ’ｍ嬲ｓ，ｄｅｎｓｉｔｙ，ｖｏｌｕｍｅ，ｇｒａｖｉｔｙ ｃｅｎｔｅｒ，ａｎｄ ｍａｉｎ ｉｎｅｒｔｉａｌ ａｘｉｓ
组成。柔轮为具有外齿的弹性薄壁零件，刚轮为 剐性的内齿圈，波发生器为椭圆凸轮及压配在凸 轮上的薄壁轴承。当刚轮固定，波发生器轴转动
时，柔轮在波发生器径向力作用下产生变形，在 椭圆凸轮长轴方向，刚轮和柔轮的轮齿完成啮合， 而短轴方向，刚轮和柔轮的轮齿完全脱离。由于 刚轮齿数和柔轮齿数相差甚少，这样波发生器的 高速转动输入（ｃ，，变成柔轮轴的低速转动输出∞：
与自动化，２００６（０２）
基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ ２０００的圆柱坐标型 工业机械手设计
淮海工学院工程训练中心 韩服善 南京铁道职业技术学院苏州校区机械系 王建胜
摘要：根据机械手的使用要求，确定主要工作参数，选择驱动系统和电控系统，完成整机结构设计。采 用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ中的质鼍特征工具，对零件的质量、密度、体积、重心、惯性主轴和惯性力矩进行辅助设计计算， 大大减轻了设计过程中的繁琐计算及校核步骤。

基于Solidworks的机械手爪运动仿真及有限元分析作者：陆鹏石钢周志浩程道来李南坤来源：《中国科技纵横》2014年第11期【摘要】以巴玛克公司自动化钎焊机械手爪为对象，利用SolidWorks开展机械手爪结构设计，三维建模，然后运用插件中motion、simulation对它进行运动仿真分析和有限元分析。

最后得到机械手的运动轨迹，作业空间情况，为公司机械手爪后续的优化设计研究提供依据。

【关键词】 SolidWorks 机械手爪三维建模运动仿真【Abstract】 It will useSolidWorks to design structureof Manipulator and to establish theThree-dimensional Modeling based on automated welding robot of Shanghai Bamac Electric Technology Co.， Ltd.，then by using the plug of simulation and motion of SolidWorks，it will focus on the Motion Simulation and Finite ElementAnalysis of the Manipulator.Finally the trajectory and the work space of the Manipulate can be received，and provide a basis of manipulator analysis in order to optimize the manipulator for the company.【Key words】 SolidWorks Manipulator Three-dimensional Modeling Motion Simulation机器人手爪是机器人可以实现类似人手的功能部件，用来夹持工件或工具，是一个很重要的执行机构。

产品的发展前景

抓物机械车，随着抓物机械车的性能不断提高 （高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维 修），它对环境的适应性更强强，劳动效率更 高，减轻了劳动力，把人从繁重单调的劳动中 解放出来。此外，对抓物机器车的进一步改进， 安装视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融 合技术，可以帮助人们更好的完成一些排险， 人不能到达的地方，恶劣环境下工作。
意义
（1）可以在危险的，无人可进入的地方抓住物体并且移动物体，便 于实验和研究。 （2）由于抓物机器车使用无线通信技术控制，其动作准确，操作简 单，因此可以提高稳定性能。 （3）具有工业机械手的通用性，灵活性。

设计原理

抓物机器车的设计原理是采用无线通信技术实 现对机器车的控制。可分为小车的行走，机械 手的转动，机械手的上下移动还有机械手的抓 物四个部分组成。
机械手抓物的设计

电机带动丝杆转动，从而使丝杆上的螺母上下 移动，把固定在螺母上的连杆向下推动，使爪 片闭合，实现了抓物的动作。如图：
机械手的上下移动

通过固定在导杆丝杆螺母副来实现的。固定版 上的电机带动丝杠的旋转，螺母固定在转臂上， 通过导杆的导向，在丝杆螺母副的作用下实现 机械手臂的升降。
机械手的转动

机械手的转动主要是通过一对啮合的齿轮来实 现的。通过电机带动小齿轮的旋转，转动到大 齿轮，使转轴开始转动，通过键的连接使中间 件转动，而中间件上面则是固定了丝杆和轴承， 还有固定板。于是丝杆上的转臂也跟着转动， 实现了机械手的转动。如图
小车的移动

主要的通过步进电机的正转和反转来实现小车 的前进、后退还有转弯。当一边的步进电机正 转，另一边反转时，小车会原地打转。这时， 只要控制好步进电机的转速还有时间，就可以 实现小车的转弯，节约了转弯的 空间。

现代制造技术与装备2016年11月-正文-20161205.indd 61
2016/12/19 10:3动过程
现代制造技术与装备
２０１６ 第 １１ 期 总第 ２４０ 期
入 SimMechanics，进行仿真优化。
旋转角速度 W23(deg/s) 旋转角速度 W22(deg/s) 旋转角速度 W21(deg/s) 旋转角速度 W13(deg/s) 旋转角速度 W12(deg/s) 旋转角度 θ12(deg) 手指 1 中指节运动曲线 50 0 -50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 时间 T(s) 手指 1 远指节运动曲线 20 0 -20 旋转角加速度 2 2 2 2 旋转角加速度 α21(deg/s ) 旋转角加速度 α13(deg/s ) 旋转角加速度 α12(deg/s ) α23(deg/s2) 旋转角加速度 α22(deg/s ) 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 时间 T(s) 1 0 ×104
图 6 展示了机械手的整个运动过程。初始状态时，机械 手三指摊开；在 0 ～ 3s 内，手指 2 和 3 绕着各自的近指节 关节旋转 180°，至三指并拢，如图６（c）所示；3 ～ 6s， 三手指同时向掌心弯曲， 做抓取状 ； 6 ～ 10s， 三手指重新张开。
-1 -2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 时间 T(s) ×104
图 ４ Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ 装配体转换流程图 图 ２ 机械手三视图 图 ３ 机械手 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ 三维装配图
手指 1 近指节 Y X 手指 3 手指 2 Z 中指节
近指关节可绕 Z 轴旋转一定角度；三个手指的中指节和远 指节都为旋转副关节，可绕 X 轴旋转。

ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｏ ｐ ｉ ｔ ｍｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｎ ｉ ｐ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ．
［ Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ］ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ Ｍａ ｉ ｎ ｐ ｌａ ｕ ｔ ｏ ｒ Ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ — ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ
机器人手爪是机器 人可 以实现类似人手的功能部件 ， 用来夹持 工件 或工具 ， 是一个很重要 的执行机构 。 目前在 每个领域都有广泛 的应用如 汽车及汽车零部件制造业、 机械加工行业 、 电子行业 、 煤 矿 机械 、 橡胶 及塑料工业 、 食品工业、 木材 与家具制造业等 。 随着计 算 机应用技术 的发展 ， 计算机模拟预先实现功能 已成为科学研究的一 个重 要手段 ， 在论证可行性 、 工程设计合理性和 找到最佳 方案过程 中起着重 要作 用。 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ ￣－ － 套基于Ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗｓ的Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｃ ＡＥ ／ ｃ ＡＭ／ Ｐ Ｄ Ｍ桌面集 成体 系， 拥有强大的特征创建本领和装配控制 能 力［ １ 】 。 本文针对 了上海 巴马克电气有限公司从德国引进的空调冰箱 压 缩机 自动化钎焊机械 手爪进 行研究。 为将 此技术国产化 ， 更优化 而开 展前期仿真 ， 分析 的研究 。
【 摘 蔓 】以 巴玛 克公 司 自动化 钎焊机 械手 爪为对 象， 利， ￣ Ｉ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 开展机械 手爪 结构设计 ， 三维建模 ， 然后运 用插 件 ￣ｍｏ ｄ ｏ ｎ 、 ｓ ｉ ｍ ｕ ｈ ｄ ０ ｎ 对它 进行 运动 仿 真分析 和有 限元 分析 。 最后得 到 机械 手的 运动轨 迹， 作 业 空 闯情 况， 为公 司机 械手 爪后 续的优 化设计 研 究提供依 据 。 【 关键 词 】 Ｓ ｏ ｈ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ机 械手 爪 三维建 模 运动仿 真

SolidWorks机器人运动学和动力学仿真技术研究在现代工业中，机器人技术的发展引领着生产制造的进步。

为了提高机器人的操作效率和准确性，研究人员一直致力于开发先进的仿真技术以模拟机器人的运动学和动力学。

其中，SolidWorks作为一款流行的三维设计软件，提供了强大的机器人运动学和动力学仿真工具，成为了研究人员的首选。

机器人的运动学和动力学是机器人技术中的两个重要概念。

运动学研究机器人的位置、速度、加速度和轨迹，而动力学则研究机器人受力状况以及对环境的相互作用。

运动学和动力学的仿真技术可通过SolidWorks的计算机辅助设计（CAD）环境进行实现。

首先，SolidWorks提供了完善的运动学仿真功能，可以准确地模拟机器人的运动轨迹和工作空间。

研究人员可以根据机器人的几何结构、连接关系和约束条件，使用SolidWorks进行运动学建模和仿真。

通过设置关节的运动范围、限制条件以及工作空间的约束，可以模拟机器人在不同任务下的运动情况。

运动学仿真结果可以帮助研究人员评估机器人的动作是否符合设计要求，并对机器人的性能进行分析和改进。

其次，SolidWorks还提供了强大的动力学仿真功能，可以模拟机器人受力情况和对环境的相互作用。

在机器人执行任务时，会受到来自外界的力和力矩，这些外界力会影响机器人的稳定性和动作效果。

通过建立机器人的物理模型，并加入机器人和环境之间的力学力和接触力，可以准确地模拟机器人在各种工作负载和环境条件下的动力学行为。

动力学仿真结果可以帮助研究人员评估机器人的可靠性和稳定性，为设计优化提供指导。

除此之外，SolidWorks还具有其他与机器人运动学和动力学仿真相关的功能。

例如，通过SolidWorks的可视化工具，研究人员可以实时观察机器人的运动过程，并生成动画以及运动轨迹图。

同时，SolidWorks还允许用户对机器人的设计进行参数化建模和优化，在仿真分析的基础上进行机械结构的改进、工作效率的提高等。

solidworks机械臂运动仿真注意事项SolidWorks机械臂运动仿真是一项重要的工程设计任务，它可以帮助工程师们在设计过程中模拟和验证机械臂的运动性能。

然而，要确保仿真结果准确可靠，需要注意以下几个方面。

一、建立准确的三维模型1. 确保所有零件和装配体的尺寸、形状和材料属性都准确无误。

2. 仔细检查模型中的接触面和连接方式，确保它们能够正确地传递力和扭矩。

3. 确保模型中所有零件之间的约束关系正确设置，并且与实际机械臂相符。

二、设置合理的物理特性1. 确定物体的质量、惯性矩阵和摩擦系数等物理属性，以便在仿真过程中准确地模拟运动行为。

2. 根据实际情况设置关节的刚度和阻尼参数，以获得更真实的仿真结果。

三、定义适当的运动学约束1. 根据机械臂的结构和自由度确定各个关节之间的运动学约束。

2. 设置关节极限角度，并确保在仿真过程中不会超出这些限制。

四、选择合适的仿真方法1. 根据具体需求选择适当的仿真方法，如正向运动学、逆向运动学、动力学仿真等。

2. 在进行大范围运动仿真时，可以采用分析模型和简化模型相结合的方式，以提高计算效率。

五、进行准确的边界条件设定1. 确定初始状态和边界条件，如机械臂的初始位置、速度和加速度等。

2. 设置外部力和扭矩，并根据实际情况调整其大小和方向。

六、进行合理的仿真参数设定1. 选择合适的时间步长，以平衡计算精度和计算效率。

2. 根据实际需求设置仿真时间长度，确保能够观察到完整的运动过程。

3. 对于复杂的机械臂系统，可以使用自适应时间步长来提高仿真精度。

七、分析和解释仿真结果1. 仔细观察并分析仿真结果，包括关节角度、位移、速度等参数。

2. 对比仿真结果与实际情况进行验证，并根据需要对模型进行修改和优化。

八、注意安全问题1. 在进行机械臂运动仿真时，要注意安全事项，确保没有人员或其他物体处于危险区域。

2. 对于高速运动的机械臂，要特别注意碰撞和冲击的可能性，并采取相应的防护措施。

定义运动副和驱动
运动副：连接两个零件并定义其相对运动的机构
驱动：定义运动副的运动类型和参数，如旋转、平移等
创建运动副：在SolidWorks Motion中，选择要创建运动副的零件并定义其类型和参数
添加驱动：为运动副添加驱动，定义其运动类型和参数，以及运动范围和方向等
添加力和扭矩
在Motion分析中，选择“力和扭矩”选项
创建复杂运动副的方法：通过选择相应的运动副工具，如“旋转-旋转”、“滑块-滑块”等，并按照向导步骤进行操作，即可创建出所需的复杂运动副。
调整复杂运动副参数：在创建完复杂运动副后，可以通过调整其参数来改变运动副的运动特性，如旋转角度、滑块行程等。
注意事项：在创建和调整复杂运动副时，需要注意运动副的正确性、可行性和实际应用性，以确保仿真结果的准确性和可靠性。
案例描述：模拟一个机械手臂在生产线上的运动，实现抓取和放置物体的功能
仿真结果：展示优化后的机械手臂运动轨迹和关节角度，以及运动过程中的动态效果
应用价值：通过运动仿真优化机械手臂的设计，提高生产效率和降低生产成本
齿轮箱的运动仿真
齿轮箱运动仿真的目的和意义
齿轮箱运动仿真的建模过程
齿轮箱运动仿真的参数设置和优化
解决方案：检查模型定义、约束、驱动条件等是否正确
解决方案：检查模型是否存在几何问题、接触定义等，并尝试调整仿真参数
解决方案：检查模型中是否存在非线性因素，如摩擦、柔性连接等，并尝试调整仿真参数
解决方案：优化模型复杂度、调整仿真参数、使用更高效的求解器等
问题：仿真速度过慢 解决方案：优化模型复杂度、调整仿真参数、使用更高效的求解器等
汇报人：XX
XX,a click to unlimited possibilities

模型如图１ 所 示 。该 机 器 人 采用 的 是 五 自由度关 节 型 结 构 ，主 要 包括 机 座 （ 即 底 部 和 腰 部 的 固定 支 撑 ）结 构 及 腰 部 关 节 转 动 装 置 、大 臂 （ 即 大 臂 支 撑 架 ）结 构 及 大 臂 关 节 转 动 装 置 、小 臂 （ 即小 臂 支 撑 架 ）结 构 及 小 臂 关 节 转 动 装 置 、手 腕 （ 即 手 腕 支 撑 架 ）结 构 及 手 腕 关 节 转 动 和 俯 仰 装 置 和 末 端 执行 器 （ 即手 抓部 分 ）的设 计 。
首 先 在 模 型 状 态 下 选 择 移 动 或 旋 转 各 个 零 件 ，检 查 各 个 零 部件 的 自由 度是 否 正 确 ，然 后 在 评 估 中选择 干 涉 检 查 ， 系统 会 自动 检 测 是 否 会 发
生 干 涉 ，如 果 机 器人 的结 构 设 计 不 合 理 ，则 机 器
等配 合关 系 。例 如 机 器 人 的 各 个 关 节 都 是 以铰 接
配 合 ，从 而实 现 腰 部 回转 、大 臂 和 小 臂 的 转动 以 及手 腕的 俯仰 等动 作 。
２ ）干 涉 检查
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 装弹机器人 的建模及装配
１ ． １ 机器 人 三维模 型 的建 立
装 弹 机器 人 采 用ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ 进 行三 维 建模 ，其
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ － ０ ７ －１ ７ 作者 简介：司建星 （ １ ９ ８ ７一），男，山东滨州人 ，在读研 究生 ，研 究方 向为机械 设计 及其理论 。
第３ ５ 卷
第１ ０ 期
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基于SolidWorks和ADAMS的装车机械手运动仿真武金艺;黄金凤;李炜;田雪珂【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2016(044)009【摘要】For actural problems existed in today's cement loading transportation industry, a simple structure, easy control of bagged cement loading manipulator automatically was developed and designed. The entity model of truck loading manipulator was estab-lished by using three-dimension ( 3D) software SolidWorks, the model was imported into simulation software ADAMS environments, then appling constraints and drives to the model. Through the model of kinematics simulation analysis, the kinematics parameters of key components were gotten, and component motion characteristic curve was drawn. The analysis results can verify the rationality and feasi-bility of mechanism, and provide reference evidence for the motion control and the optimal design of mechanical structure of loading manipulator.%针对当今水泥装载运输行业中存在的实际问题,开发设计一种结构简单、控制容易的自动袋装水泥装车机械手.利用三维建模软件SolidWorks建立装车机械手的实体模型,将模型导入仿真软件ADAMS环境中,并进一步的添加约束和驱动等,通过对该模型进行运动学仿真分析,得到关键构件的运动学参数,绘出构件的运动特性曲线,验证机构设计的合理性和可行性,为机械手的运动控制及机械结构的优化设计提供参考依据.【总页数】5页(P52-56)【作者】武金艺;黄金凤;李炜;田雪珂【作者单位】华北理工大学机械工程学院, 河北唐山063009;华北理工大学机械工程学院, 河北唐山063009;华北理工大学机械工程学院, 河北唐山063009;华北理工大学机械工程学院, 河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TP241;TH122【相关文献】1.基于Solidworks的机械手爪运动仿真及有限元分析 [J], 陆鹏;石钢;周志浩;程道来;李南坤2.基于ADAMS的钵苗移栽机械手设计及运动仿真 [J], 钟兴;王艳莉3.基于Solidworks和Adams行星式销齿轮研磨机的建模与运动仿真 [J], 吴耀宇;薛培军4.基于Solidworks的机械手运动仿真设计 [J], 郑向华5.基于Solidworks的机械手三维建模及其运动仿真 [J], 夏学文;李峰;郭小刚;张俊彦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

学士学位毕业论文（设计）基于SolidWorks六自由度焊接机械手三维运动模拟学生姓名：学号：指导教师：所在学院：工程学院专业：机械设计制造及其自动化摘要本文以六自由度焊接机械手部的三维运动仿真为背景。

介绍了国内外焊接机器人的发展状况并着重分析了六自由度焊接机械手运动原理和三维制图软件SolidWorks的应用，在此软件基础上对手部进行了绘制，运动分析和动画模拟。

对于SolidWorks制图软件主要介绍了其产生和发展的历史以及应用前景，具体介绍了零件三维制图的操作方法和运动过程，展示了SolidWorks强大的运动仿真功能。

重点分析了六自由度机械手的三维建模和建模后运动轨迹规划的实现关键词：SolidWorks ; cosmosmotion ; 三维运动模拟; 动画模拟AbstractIn this paper, welding robot of six degrees of freedom of hand motion simulation for the three-dimensional background. Welding robot at home and abroad and focus on the development of analysis of the welding robot of six degrees of freedom of hand movement and three-dimensional mapping principle SolidWorks software applications based on this software in the department of drawing opponents, motion analysis and animation simulation. Mapping software for SolidWorks introduces the emergence and development of its history and application specific parts introduced the method of operation of three-dimensional graphics and motion simulation of the operation of plug-ins COSMOSMotion process, demonstrated the powerful movement SolidWorks simulation. Analysis focused on the six degrees of freedom robot armmodeling of three-dimensional modeling and trajectory planning, after the realization of Key words::SolidWorks ; cosmosmotion ; simulation of 3D motion ; Animated Simulation目录摘要 (Ⅰ)前言 (1)第1章焊接机器人概述 (2)1.1 焊接机器人的发展 (2)1.1.1 国外焊接机器人的发展 (2)1.1.2 国内焊接机器人研究的历史及现状 (3)1.1.3 焊接机器人应用现状 (3)1.1.4 焊接机器人的发展趋势 (4)1.2 焊接机械手的组成、分类 (4)1.2.1 组成 (4)1.2.2 分类 (6)1.3 基本型式 (7)1.3.1 直角坐标式机械手 (7)1.3.2 圆柱坐标式机械手 (7)1.3.3 关节式机械手 (8)第2章计算机辅助设计和SolidWorks软件的发展 (9)2.1 计算机辅助设计的发展 (9)2.2 软件的特点及前景 (9)2.3 COSMOSMotion的应用及特点 (10)第3章焊接机械手的设计思想 (12)3.1 机械手特性方程式 (12)3.2 手臂的设计计算 (14)3.2.1 驱动力的计算 (14)3.2.2 水平回转时驱动力矩的计算 (14)3.2.3 偏重力矩的计算 (15)3.2.4焊接机械手各零部件的设计 (16)第4章三维实体建模 (25)4.1 模拟方案的确定 (25)4.2 仿真实体的绘制 (26)4.3 简单数学模型的建立 (26)4.4 模拟加载与仿真 (28)4.4.1 仿真模拟的实现 (28)4.4.2 进行运动校核 (30)4.4.3 结语 (30)总结 (31)致谢 (33)前言机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。