E和ADAMS的并联机构设计与仿真.pdf

机械设计与制造
第9期
208
Machinery Design Manufacture
2011年9月
文章编号:1001-3997(201109-0208-03
基于Pro/E和 ADAMS的并联机构设计与仿真
朱和军许永根2施琴1
(1镇江高等职业技术学校,镇江212016)(2江苏大学,镇江212013)
Design and simulation of a parallel mechanism based on Pro/E and ADAMS
ZHU He-jun, XU Yong-gen, SHII Qin
Zhenjiang Vocational College of Technology, Zhenjiang 212016, China)
Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China
不个ト个息个片个个思でト个早个ト早本息トト段で个息个息个ト奥ト片+●ト息身个ト自ト色トgト中个ト代トト代ィ个
摘要〕根据并联机器人机构结构综合理论,以单开链支路为单元,提出了一种能实现一维转动
和一维移动的两自由度平面型并联机构。该机构由两条主动支链为P⊥RMR,一条辅助支链为P⊥R组
成。对该并联机构进行结构和位置分析,求出其运动学正反解。采用Pro/E软件对其进行三维实体建模,
利用mech/pro设置各运动副约来并导入 Adams仿真软件。借助于 Adams软件进行动态仿真,验证理论
推导的正确性。机构的运动学模拟仿真为该机构作进一步的动力学及优化设计研究打下基础,并为系
统控制提供了理论依据
关键词:并联机构;单开链;自由度;仿真模拟
[Abstract] A ccording to the systematic method for topological structure synthesis of parallel mecha-i
f nism one parallel mechanism of tw degree of freedom(2-dofrealizing 1 translation-1 rotion(IT-IR
i is put forward with single-opened-chain (0)as a unit. The mechanism is composed f to pla forms mu-
E tually connected by two PIR//R and one P R serial kinematics chains, here R and P stand for revolute
s prismatic, respectively. Position analysis and structure analysis are made, thus positive solution and inerse
solution is obtained. Then the three-dimensiona solid is modeled by Pro/, and the constraint pair is set and t
es the validity of theoretical analysis. In one word the kinematic simulation for the mechanism lays a foun-
dat on for fiurther study of kinematics and optimal design of the mechanism, and provides a theoretical base i
for the system control of this mechanism.
Key words: Parallel mechanism; Single-opened-chain; Degree of freedom( DOF) Simulation
wTwTレいレ事いレいいいいャ语vいャでいャレロいレとレとャ+ャ事
中图分类号:TH112文献标识码:A
学、动力学等理论和方法上有待进一步研究,以适应其更广阔的
并联机器人机构(并联机构)是一种闭环机构叫,其动平台通应用前景。
过至少两个独立的运动链与机架相链接。其具有如下特征:动平
根据并联机构结构综合理论,以单开链支路为单元,构造了
台必须有自由度,且其通过几个相互关联的运动支链或分支与机
种能实现一转动和一平移的并联机构,用自由度计算公式分析
架相链接;每个分支或运动链出唯一的移动副或转动副驱动。宇「它的自由度数目。而且对其进行了位置正反解分析,并利用
联机器人(串联机构)是由一系列关节链接而成的空间连杆开式
ADAMS验证其理论准确性。
链机构。
2机构模型与自由度分析
并联机构与传统串联机构相比,具有刚度高,结构稳定、承2.1机构模型及各支链结构
载能力大、精度高、速度和加速度高、位置反解容易,驱动装置可
根据并联机器人机构的运动输出是各单开链支路运动输出
位于或接近于机架使活动构件总量较轻等特点,与串联机器人形的交集理论,要构造一种能实现一平移一转动的两自由度并联机
成互补,开拓了机器人的应用领域。
构。在作了两自由度并联机器人将机构的结构综合以及考虑机构
目前,国内外对并联机构的研究从六自由度并联机构转移的对称性和支链的可重组性后,选用有两条PR支链和一条PR
到研究二、三、四、五(至少具有一个转动)自由度(二、三、四、五自支链来构造这种新型的1P-1R两自由度的并联机构。
由度又称欠秩自由度或少自由度)的并联机构。因为六自由度的
2-P⊥RMR、P⊥R并联机构(其中P为移动副,R为转动副),
并联机构从设计理论到应用研究的成果相对成熟,而少自由度的如图1所示。该机构由固定(静)平台1、动平台2及连接固定平
并联机构由于其结构和运动约束上的特殊性,在结构综合、运动台与动平台的三条支链PRR2,PRR4,PR、组成。其中主动支链
太来稿日期:2010-11-24★基金项目:国家“863”高科技资助项目(2008AAO040205),高等学校博上点专项科研基金资助项日(2009900