基于ADAMS水下采矿机械手的设计与仿真
水下电动机械手动力学分析及仿真
水下电动机械手动力学分析及仿真水下电动机械手是一种用于水下操作的机械手臂，通常由电动机、减速器、关节、传动机构和执行机构等部件组成。
在水下环境中，机械手需要克服水的阻力和浮力对其产生的影响，因此对水下电动机械手的力学分析和仿真非常重要。
本文将从机械手动力学分析的基础理论出发，介绍水下电动机械手的动力学分析方法，并利用仿真软件对其进行仿真。
首先，我们需要了解机械手的基本结构和工作原理。
水下电动机械手通常由多个关节组成，每个关节可以进行旋转或者伸缩等动作。
机械手可以通过电动机和传动机构驱动关节的运动，实现对物体的抓取、移动等操作。
在水下环境中，由于水的阻力和浮力的存在，机械手在操作过程中会受到额外的力。
接下来，我们可以通过牛顿第二定律对机械手进行动力学分析。
以关节为例，我们可以将其抽象为一个刚体，在关节上施加了力矩后，关节会产生角加速度。
根据牛顿第二定律，力矩等于惯性矩乘以角加速度，可以得到关节的动力学模型。
在水下环境中，我们还需要考虑水的阻力和浮力对关节的影响，因此需要在方程中加入相应的项。
此外，机械手的动力学分析还需要考虑力传递和力矩传递的问题。
在机械手中，力矩会通过传动机构传递给执行机构，并产生对物体的作用力。
因此，我们需要对传动机构的动力学进行分析，以确定机械手在不同位置和姿态下对物体施加的力和力矩。
在进行动力学分析的过程中，我们还可以借助仿真软件，对机械手进行仿真。
通过建立机械手的数学模型，并输入相关参数和初值，可以对机械手的运动进行仿真预测。
仿真结果可以反映出机械手在不同工况下的性能和运动特性，帮助我们设计出更为合理和优化的机械手结构。
综上所述，水下电动机械手的动力学分析和仿真是设计和优化机械手的重要手段。
通过对机械手的动力学进行分析，可以确定其运动学特性和对物体施加的力和力矩，对机械手进行仿真则可以预测其在不同工况下的性能和运动轨迹。
这些分析和仿真结果可以为机械手的设计和优化提供参考和指导，提高机械手的操作效能和可靠性。
基于ADAMS的多关节机械手手抓部分的运动学仿真研究
的多关节机械手手抓部分的其中，nh是约束方程的个数；nc是广义坐标数。
于是可以得到系统速度的约束方程：（4）。
任意时刻t的速度，加速度可以由线性方程的数值方法求解，在ADAMS中通常采用图1 机械手三维装配三维模型的建立虚拟样机的三维模型的建立采用Solid完成，主要包括手抓、底座、大臂机构、小臂机构等，底座上有一电动机带动，实现大臂的转动。
大臂及其小臂的活动主要由液压缸带动，本文重点介绍机械手手抓部分的运动学分析，图2是机械手的三维装配图。
图2 手抓部分装配图立模型过程中遵循的原则。
建立模型之后，导入ADAMS化处理，在满足虚拟样机仿三维模型的建立要尽可能地数量应该尽可能的少,只保留基本的运动部件。
（2）机械手的结构及其分析。
本机械手实现的运动是平均每分钟抓取4次，旋转的角度是是机械手的机构运动简图，电动机带动齿轮转动，实现底座的转动，抓取物料时，由手抓图3 机械手机构运动简图机械手手抓的模型简化及其导入ADAMS中遵循模型的简化原则，将手抓的三维模型简化，模型建立部分使用Solid Edge ST5实现，ADAMA/View提供的Parasolid模型数据交换接口，将模ADAMS软件中。
导入后为模型的每个零件重命名和添加材料属性（steel）。
鉴于本文只研究机械手手抓部分的运动，故将删除了模型中与小臂链接的链接底座、前后缸盖以及套筒等的结构，完成简化后，为了使各个相对运动的部分形成有机的整体，根据构件之间相对运动，在模型中的利用ADAMS/View中的约束工具为各个构件之间引入约束。
图为导入ADAMS后的模型图。
图4 手抓简化仿真模型机械手手抓部分的仿真 机械手的手抓部分是机械手设计的重要部分，也是实现机械工作的必要条件，设计的目的是机械手每分钟中国设备工程 2024.04（下）图5 机械手手抓部分约束的添加机械手的整个驱动部分选用气压驱动，其中包括大小臂的运动以及手抓的张合，液压驱动最大优点是单位质量输出功率大，因为液压传动的动力元件可以达到很高的工作压力，在同等输出功率下具有体积小、质量轻、运动惯性小、动态性能好的特点。
基于ADAMS的六自由度机械手的运动仿真分析
第 38 卷 2010 年第 8 期
为了便于运动模型的表示，将关节变量 θ i 的正 弦函数和余弦函数值简化如式 (1)，确定了连杆坐标 系，且得到了相应的连杆参数后，可依据式 (1) 完成 坐标系 i 和 i-1 之间的变换。
⎡ ci
T i−1
i
=
⎢ ⎢
si
c(αi−1
)
⎢ ⎢
si
s(α
i −1
)
通
并进行了运动仿真分析，得出了机械手各关节的角位移曲线，不仅证明了运动学模型的正确性，也为 后续研究奠定了基础。
关键词：六自由度机械手；运动学模型；ADAMS
用
中图分类号：TP241 文献标识码：A 论文编号：1001-3954(2010)08-0028-04
Analysis of kinematic simulation for a kind of 6-DOF manipulator
⎣0
−si ci c(α i −1 ) ci s(αi−1)
0
0 − s(α i −1 ) c(α i −1 )
0
ai−1 ⎤
−di
s(αi−1
)
⎥ ⎥
di c(α i −1 )
⎥ ⎥
1⎦
(ci = cos θ i ；ci = cos θ i ；i = 1，2，…)。 (1)
机械手结构参数和关节变量如表 1 所列，分别
⎣ 0 0 0 1⎦ ⎣ 0 0 0 1 ⎦
使式 (5) 两边的各元素分别相等，依此类推，得 (21T)-1 (10T)-1 60T = 32T 43T 54T 65T ，
(32T)-1 (21T)-1 (10T)-1 60T = 32T 43T 54T 65T ， ……。
基于ADAMS的采摘机器人动力学仿真研究
基于ADAMS的采摘机器人动力学仿真研究石㊀晨,雷㊀蕾(河南工业职业技术学院,河南南阳㊀473000)摘㊀要:首先,对ADAMS动力学仿真过程进行了分析和介绍,采用SolidWorks三维机械设计软件建立采摘机器人虚拟样机;然后,建立了采摘机器人动力学方程并进行了动力学分析,并利用ADAMS软件进行了仿真㊂仿真结果表明:采摘机器人末端执行器在各坐标轴上的速度和加速度都比较稳定光滑,各个时间端没有间断点,表明采摘机器人各个关节在实际的采摘过程中工作稳定,没有明显冲击,机械结构符合要求㊂关键词:采摘机器人;动力学仿真;ADAMS;SolidWorks中图分类号:S225;TP391.9㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A文章编号:1003-188X(2021)08-0031-050㊀引言采摘机器人是一个机械结构与智能控制结合的复杂系统,其关节参数㊁减速器和电机型号的设计与选型都是核心问题㊂由于采摘机器人结构及其作业的复杂性,研究人员常常会利用ADAMS软件对采摘机器人结构和运动特性进行仿真分析,旨在提高采摘机器人设计的精确度㊂1㊀ADAMS动力学仿真过程分析研究对象模型的设计和仿真是个逐渐深入的过程,在搭建整个模型前应该先搭建各个子模块,循序渐进形成整个仿真模型㊂以流程简单的子模块仿真测试点为出发点,需要先保证各个子模块连接的正确性,待获取理想的仿真分析结果后进行实际的结构设计;然后,对实际的仿真结果进行对比研究,同步输入实际实验的数据,在后处理模块中将实验结果和仿真结果进行对比,根据结果进行下一个阶段的样机模型精准化设计,实现虚拟样机设计的目标㊂ADAMS动力学仿真过程如图1所示㊂在实际的ADAMS动力学仿真过程中,根据求解目标的不同,具体的模型仿真也会存在一定的差异性㊂本文开展的采摘机器人动力学仿真研究,需要根据实际的机械设计和ADAMS仿真分析,获取采摘机器人各个关节的驱动力矩参数,为实际的样收稿日期:2019-10-08基金项目:河南省高等学校重点科研项目(19A520022)作者简介:石㊀晨(1993-),女,河南南阳人,助教㊂通讯作者:雷㊀蕾(1991-)男,河南南阳人,助教,(E-mail)86452548 @㊂机设计提供可靠的理论基础㊂图1㊀ADAMS动力学仿真流程图Fig.1㊀The dynamic simulation flow chart of ADAMS2㊀建立采摘机器人虚拟样机模型首先,利用SolidWorks三维机械设计软件建立采摘机器人虚拟样机,再将模型导入到ADAMS运动学仿真软件中;然后,在ADAMS中对模型添加零部件性质㊁创建部件㊁约束条件和控制外力,确定机械模块动力学参数;最后,进行动力学仿真与试验㊂采摘机器人虚拟样机模型建立流程如图2所示㊂2.1㊀建立采摘机器人三维模型建立合理和精准的三维模型是进行采摘机器人动力学分析的基础,保证三维模型的精确度是进行动力学分析的重中之重㊂由于ADAMS仿真软件三维建模能力较弱且非常复杂,需要利用专业的建模软件2021年8月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第8期SolidWorks进行采摘机器人三维模型的建立㊂根据采摘机器人设计的尺寸对其组成零构件进行三维建模,再组装成装配件㊂将三维模型导入AD-AMS仿真软件后,会出现比较多的相对运动的零构件㊂为了在ADAMS软件中进行精准度的仿真分析,在模型导入过程中尽量使模型简洁化,忽略螺母㊁螺杆㊁螺柱㊁螺钉和垫圈等部件,最终完成采摘机器人的三维导入和模型的建立㊂简化后的采摘机器人三维模型如图3所示㊂图2㊀采摘机器人虚拟样机模型流程图Fig.2㊀The flow chart of virtual prototype model for picking robot图3㊀采摘机器人三维模型示意图Fig.3㊀The three-dimensional model sketch of picking robot 2.2㊀添加零部件材料属性和约束条件将SolidWorks的三维模型保存为Parasolid格式,然后导入ADAMS仿真软件中㊂为了尽量保证虚拟样机接近真实的物理样机,需要添加零部件材料属性和约束条件㊂SolidWorks的三维模型导入到ADAMS后,各个零部件之间的装配关系将会缺失,因此需要重新在ADAMS下进行零件的装配定义㊂另外,采摘机器人各个零部件之间存在一定的约束条件,即一个部件会带动或限制另外一个部件的运动,这样才能保证各个部件之间的协调运动㊂由于采摘机器人的关节会存在大量的相对运动,因此需要给其配备运动副,而其他零部件没有相对运动,只需要配备固定副㊂采摘机器人重要零部件的约束条件如表1所示㊂表1㊀采摘机器人重要零部件的约束条件Table1㊀The constraints on important parts of picking robot运动副名称类型零部件1零部件2Chassis_JOINT_1固定副底盘大臂Support_JOINT_1运动副大支架回转平台BigArm_JOINT_1运动副大臂回转支架Crank_Connecting_Rod_JOINT_1运动副曲柄连杆回转支架2.3㊀设置运动路径ADAMS对采摘机器人的动力学仿真,不仅可以分析特定关节的角位移㊁角速度等变化,也可以对采摘机器人末端执行器进行路径规划;同时,还能根据各种采摘姿态计算出采摘机器人手臂的最大力矩,为驱动电机的选择提供可靠的理论支撑㊂根据采摘机器人的作业流程,可知采摘机器人主要是依靠末端执行器进行水果的采摘,运动的轨迹类似于 门 字型,即先从A1上升至A0,后平移至A2,再下降至水果所在位置A3;采摘到目标水果后,实现A3-A2的上升,再平移至A0,最后下降至A1,将苹果放置在水果收纳箱中㊂其运动路径如图4所示㊂图4㊀采摘机器人末端执行器移动路径Fig.4㊀The mobile path of end actuator of picking robot3㊀建立采摘机器人动力学模型3.1㊀建立拉格朗日方程动力学方程机器人动力学研究的基础是建立完整的动力学方程,最关键的是建立多连杆机构的动力学方程㊂目前,常用的机器人动力学方程求解方法有拉格朗日形式㊁牛顿-欧拉形式㊁参数(线性)分离形式和最小惯性2021年8月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第8期参数形式等4种㊂其中,拉格朗日方法仅需要针对能量项,即可进行动力学的求解和分析㊂对于采摘机器人六自由度的复杂模型,采用拉格朗日方法分析采摘机器人多连杆运动㊂假设采摘机器人6个自由度转角为θ=θ1θ2θ3θ4θ5θ6[](1)采摘机器人各个关节的力矩变量为T=T1T2T3T4T5T6[](2)采摘机器人连杆的动能为K i=1=12ðn i=1ði j=1ði k=1Trace U i j J i U T ik()θ㊃jθ㊃k+12I iθ㊃2i (3)其中,U ij和U ik为关节转动角度的导数;J i和I i为惯量矩阵和驱动器的惯量㊂由于采摘机器人所有连杆与所有杆件的势能总和相等,则连杆势能的表达式为P=ðn i=1P i=ðn i=1-m i g T㊃0T i r i-[](4)其中,g T为连杆重力加速度在3个坐标轴上的投影构成;0T i为坐标系i相对于基准坐标系的变换;r i-为连杆质心在坐标i上的位置㊂根据上面的描述和分析,可以得出采摘机器人拉格朗日方程动力学方程式为L=K-P=12ðn i=1ði j=1ði k=1Trace U i j J i U T ik()θ㊃jθ㊃k+㊀12ðn i=1I iθ㊃2j-ðn i=1-m i g T㊃0T i r i-()[](5) 3.2㊀建立采摘机器人动力学方程采摘机器人各关节的驱动力矩表达式为T i=∂∂t∂L∂θ㊃()-∂L∂θ㊃(6)根据式(6)的计算求解,可得T i=H q()q㊃㊃+C q,q㊃()q㊃+G q()㊀=ðn j=1D ij q㊃㊃j+I i q㊃㊃i+ðn j=1ðn k=1D i jk q㊃j q㊃k+D i(7)D ij=ð6P=max i,j()Trace U pj J p U T pi()(8)D ij k=ð6P=max i,j,k()Trace U pj k J p U T pi()(9)D i=ð6p=i-m p g T U pj r p-()(10)其中,ðn j=1D ij q㊃㊃j为采摘机械手角加速度的惯性对整个动力系统的影响;I i q㊃㊃i为采摘机械手驱动电机对整个动力系统产生的惯量值;D i jk q㊃j q㊃k为科氏力和向心力之和;D i为重力项对采摘机器人关节矩阵的影响㊂采摘机器人的仿真精度和稳定性很大程度决定于角速度的惯量项和重力项㊂在采摘过程中,科氏力和向心力会对采摘机器人动力学产生较大影响㊂当采摘机器人在作业中,S(大臂回转关节)㊁L(大臂摆动关节)两个关节转动范围比较小,此时科氏力和向心力基本可以忽略不计;但是,采摘机械手小臂和腕部之间的速度较快,其科氏力和向心力不可以直接忽略;另外,S㊁L㊁U(小臂俯仰关节)3个关节的质量大,惯量也较大,应重点进行分析和研究㊂因此,在分析采摘机器人在运动过程中各个关节对整个动力系统的影响时,可以适当简化各关节的力矩,从而求解出各个关节的力矩方程式㊂4㊀基于ADAMS的采摘机器人动力学仿真采摘机器人动力学的研究,重点在于姿态㊁位置和力学分析㊂在建立采摘机器人虚拟样机模型的基础上,需要对采摘机器人各个关节的运动进行分析㊂在ADAMS仿真软件中,设定采摘机器人各个部件的运动函数包含if和STEP两种,且STEP又分为STEP 和STEP5,二者计算流程相同,只是STEP函数采用三次函数进行计算,STEP5采用五次函数进行计算㊂为了提高仿真精度,本文采用STEP5进行各个关节指定运动的计算㊂采摘机器人在实际的作业中,末端执行器的运动轨迹有无数种,仿真过程不可能对所有的运动轨迹进行计算,只能选取几种典型的进行分析㊂在实际仿真前,需要对ADAMS仿真软件设定的模型定义进行检测,利用ADAMS中的Model Verify命令进行模型定义检测,结果如图5所示㊂图5㊀模型定义检测结果Fig.5㊀The test results of Model definition2021年8月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第8期由图5可以看出:本采摘机器人系统包括25个运动部件,以及多个圆柱㊁固定㊁运动和螺旋约束㊂采摘机器人6个关节约束了6个自由度后,其自由度为0,表示模型定义检测是正确无误的㊂在驱动函数的驱动下,设置ADAMS软件仿真时间为3s,仿真步数为500,进行仿真㊂利用ADAMS后处理模块对采摘机器人采摘动作进行仿真分析,其末端执行器在X㊁Y和Z轴上的速度和加速度如图6所示㊂由图6可以看出:采摘机器人末端执行在X㊁Y和Z轴上的速度和加速度都比较稳定㊁光滑,各个时间端没有间断点㊂这表明,采摘机器人各个关节在实际的采摘过程中工作稳定,没有明显冲击,机械结构符合要求㊂图6㊀末端执行器在X㊁Y和Z轴上的速度和加速度Fig.6㊀The speed and acceleration of end actuator on X,Y and Z axis 5㊀结论根据采摘机器人的结构特点,采用SolidWorks三维机械设计软件建立采摘机器人虚拟样机,再将其导入到ADAMS运动学仿真软件中,利用ADAMS模拟采摘机器人典型运动轨迹的作业任务㊂仿真结果表明:采摘机器人末端执行器在各坐标轴上的速度和加速度都比较稳定㊁光滑,各个时间端没有间断点,表明采摘机器人各个关节在实际的采摘过程中工作稳定,没有明显冲击,机械结构符合要求㊂参考文献:[1]㊀王希民,付玉锦,蔡光起,等.水平滑块式三杆并联机器人动力学建模与分析[J].东北大学学报,2001(6):685-687.[2]㊀田波,王尧尧,朱康武,等.绳驱动机械臂动力学建模及ADAMS仿真研究[J].机电工程,2019,36(8):803-808.[3]㊀丁云鹏,朱学军,霍志磊,等.基于ADAMS的重载柱式旋臂起重机的动力学仿真分析[J].机械设计与研究,2019(4):196-200.[4]㊀李占坤.果树采摘机器人控制系统研究与设计[D].镇江:江苏大学,2010.[5]㊀陈曦,俞经虎,钱善华,等.基于ADAMS的食道诊疗胶囊驱动机器人的动力学研究[J].轻工机械,2019,37(4):30 -34,41.[6]㊀郭鑫.基于Adams的带式输送机横向动力学分析及结构优化[J].机械管理开发,2019,34(7):133-134. 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[30]㊀张玉.近地面果蔬采摘机器人末端执行器及机械臂的研究[D].沈阳:沈阳工业大学,2014.Dynamic Simulation of Picking Robot Based on ADAMSShi Chen,Lei Lei(Henan Polytechnic Institute,Nanyang473000,China)Abstract:It firstly analyzed and introduced the dynamic simulation process of ADAMS.It established the virtual proto-type of picking robot by SolidWorks three-dimensional mechanical design software.Then it established the dynamic equation of picking robot and carried out the dynamic analysis.Finally,the simulation is carried out by ADAMS soft-ware.The simulation results show that the speed and acceleration of the end-effector of the picking robot are stable and smooth on all coordinate axes,and there are no discontinuous points at each time-end.It shows that the working stability of each joint of the picking robot has no obvious impact in the actual picking process,which proves that the designed me-chanical structure meets the requirements.Key words:picking robot;dynamics simulation;ADAMS;SolidWorks(上接第30页)[20]㊀COVER,T M,HART P E.Nearest neighbor pattern classi-fication[J].IEEE transactions on information theory,2003,13(1):21-27.[21]㊀王锋,王艳娜,梁义涛,等.基于KNN算法的小麦隐蔽性虫害分类器设计[J].农机化研究,2014,36(7):182-185.Abstract ID:1003-188X(2021)08-0027-EAWeeds Recognition at Seedling Stage in Paddy Fields Based on Deep Feature Deng Xiangwu1,Ma Xu2,Qi Long2,Sun Guoxi1,Liang Song1(1.College of Electronic Information Engineering,Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming 525000,China;2.College of Engineering,South China Agricultural University,Guangzhou510642,China) Abstract:Weeds at seedling stage in paddy fields is the leading factor to the poor yield and decreased quality,which competing for moisture,nutrients,and light in the paddy field.The strategy of herbicide chemicals is to prevent and con-trol weeds often results in the excessive application of pesticide.Targeted spraying can greatly reduce bag use herbicides without impairing the prevention and control of the weed.This paper presented a new method for weeds recognition at seedling stage in paddy fields based on deep convolution feature.The two algorithms are implemented using deep convo-lution feature with six weedy plants based on support vector machine(SVM)and K-Nearest Neighbor Classifier (KNN).The results indicated that accuracy of classification with SVM were higher than those of KNN,and identify pre-cision of both algorithms were higher than94%.The experimental results demonstrate that the proposed method can meet the needs of targeted spraying with weeds at seedling stage in paddy fields.Key words:paddy field;weeds recognition;convolutional neural network;deep feature2021年8月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第8期。
基于ADAMS的多功能智能采矿车的动态仿真设计
Ｔｈｅ ｄ ａ ｉ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｅ ｉｎ ｆｔ ｙｎ ｍ ｃ ｓｍ ｌ ｔｏ ｄ ｓｇ ｏ ｈｅ ｍｕｌｉｕｎ ｔｏ ｎｔｌ ｇ ｎｔｍｉ ｒ ｂａ ｅ ｏ ｔｆ ｃ ｉ ｎ ｉ ｅｌ ｅ ｎｅ ｓ ｄ ｎ ＡＤＡＭ ， ｉ ｕ ｒ ｇ ｕ Ｑ ｎ ｆ ａ ｉ Ｌ －ｏ ｎ Ｘ ｎ
很好 的仿真环境 。仿真结果表 明该设计理论上可 以较好 的实现所需要 的各种功 能。
关 键 词 ： Ｄ Ｍ ； 能 采矿 车 ； 模 ； 态 仿 真 Ａ Ａ Ｓ智 建 动
中图分类号 ：Ｈ１ Ｔ ２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０７ ４ １ （０ ２ ０ — １８ ０ １０ — ＿ ４ ２ １ ）４ ０５ — ３ ４
自动开 矿 、 上料 、 卸料 ， 上 自动控 制可 以无需 人员 来 加
高效 。另外 ， 车箱可 转 动一 定 角 度 ， 由液 压 驱 动 可实
现 自动卸料 。
操作 ， 不仅保 证 了人 员 安全 ， 且 能有 效 的减少 操 作 而
人员 ， 节省人力资源。此外 ， 该智能采矿车也可 以在 地 震泥 石流 等灾 区用 作 破 障 ， 特别 在 危 险地 段 ， 够 能
１ 前
言
采矿 车 由车箱 车底 盘 车 头 车 的机 械 臂 组 成 。其 中车头 为摄 像 头 ， 以 自动 识 别 路 面 情 况 和 矿 物 材 可 料 。机械 臂分 为两 支 ， 支 连 接 铲 斗 ， 现将 矿 料 夹 一 实 持装入 车箱 内 ， 另一 支 连接 工 具 盘 ， 具 盘 有 三个 基 工 本工具 ： 水枪 、 碎 锤 、 动尖 齿 轮 刀 ， 在 工作 过程 破 转 可
（ Ｉ ｅ ｃｍ ａｅ ｒ ｅｔｆＷ ｈ ｎｖｃｔ ｎ ｌ ｎ ｃｎ ａ ｃｌｇ ，Ｗ ｈ ｎＨ ｂｉ ４０ ７ ，Ｃ ｉａ １Ｔｌ ｏ ｅａｔ ｎ ｕ ａ ｏａｉ ａ ｄｔ ｈ ｉ ｌ ｏｅｅ ｕａ ｕｅ ３０ ０ ｈ ； ｅ ｍ ｏ ｏ ａ ｅ ｃ ｌ ｎ
用adams分析3r机械手的运动仿真
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。
基于ADAMS的海底机器人行走液压系统仿真研究
（ ）电机 为德 国 ＫＳ ４ Ｂ深 水 电机 ， 功率 １ ３ ｗ ， ８ｋ 转
作业 机器 人行 走液 压系 统进 行仿 真试 验 ，得到相 应 的
液 压 马达角速 度 响应 曲线 ， 图 ４ 见 。由图 ４可 知 ， 压 液
左 马 达
速 １４ ０ ／ ｉ 电压 ３Ｏ ０ 频 率 ５ Ｈｚ 质量 ７ Ｏ ｇ ０ ｒｒ ｎ， ａ ０ Ｖ， ０ ， ５ｋ ，
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２ ０ 年 第 ５期 ０６
邹 兴龙 ，等 ：基 于 ＡＤ ＡＭＳ的 海 底 机 器 人 行 走 液 压 系统 仿 真 研 究
・１ ・ １
３ ０ ｒｉ ０ Ｌ／ ｎ，通 径 １ ｒｍ 。 ａ ６ ａ
制 输入 量取 为 ０ １ ． ，０ ３ ． ，０ ２ ． ，… ，１ ０ ． ，分别 对海 底
例 阀控 制定位 油缸 位移 ，改 变液压 泵 的斜盘倾 角 ，调
节 液压 回路 流量 ，控制 液压 马达转 速 和方 向 ，从 而达
工作 压力 ３ ＭＰ ，最高 转速 １ ０ ／ ｎ ５ ａ ｒｍｉ。 ９
（ ）电液 换 向阀为 力 土乐 Ｈ４ ３ ＷＨ１Ｃ，最 大 流量 ６
到控制 海底 作业 机器 人前进 、后退 和转弯 的 目的 。其
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第 ５期 （ 第 １ ８期 ） 总 ３
２０ ０ ６年 １ ０月
机 械 ． ７ － －程 与 自 动 化
ＭＥ ＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＆． ＡＵＴ（Ｍ ＡＴ１ ＮＧ ） ０Ｎ
ＮＯ．５
０ｃ． ｔ
文 章 编 号 ： ７ — ４ （ ０ ６ ０ — ０ Ｏ ０ １ ２ ６ １ ２ ０ ） ５０ １ － ３ ６ ３
数量 ２台 。 ２ 海 底 作 业 机 器 人 行 走 液 压 系 统 的 Ａ ＡＭＳ Ｄ ／
基于ADAMS的五自由度机械手的设计及运动学仿真
机 械 手 运 动 学 分 为 两 类 基 本 问题 ：一 类 是运 动 学正 问题 ，根 据 已知 的 各项 参 数 求 解末 端 执行 器 相 对 于 绝对 坐 标 系 的位 置 和 姿 态 ； 另一 类是 运 动 学 逆 问题 ，根 据 已给 定 的满 足 工 作 要 求 时末 端 执 行 器 相 对 于 绝 对 坐 标 系 的位 置 和 姿 态 以及 结 构 参 数 ，求 各 连 杆 以及 运 动 副 的运 动 参 数 。 由于 已 知 末 端 执 行 器 的位 置 和 姿 态 ， 因此 可 通 过 机 械 手 逆运 动 学方 程对 本机 械 手进 行求 解 。
１．２ 机械手结构参数 根 据 其 使 用 要 求 ， 机 械 手 的 旋 转 半 径
Ｒ＝１ ３ １ ｍ ｍ ， 抓 取 时 末 端 执 行 器 距 离 平 台 Ｈ。＝１００ｍｍ，基 座在 旋 转时 末端 执 行器 距 离平 台为 Ｈｌ：１１０ｍｍ。为达 到其 使用 要 求 ，大 臂ＬＩ＝１１０ｍｍ， 小臂Ｌ２＝６０ｍｍ，腕部Ｌ３＝７５ｍｍ。
ｌ 匐 似
基于ＡＤＡＭＳ的五 自由度机械手的设计及运动学仿真
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｋｉｎｅｍ ａｔｉｃｓ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｍ ａｎｉｐｕｌａｔｏｒ ｗ ｉｔｈ ｆ ｉｖｅ ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆ
ｆｒｅｅｄｏｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａ 队 Ｍ Ｓ
陈向伟，高 强 ，肖 冰
ＣＨＥＮ Ｘｉａｎｇ．ｗｅｉ， ＧＡＯ Ｑｉａｎｇ，ＸＩＡＯ Ｂｉｎｇ
０ 引言
机 械 手 是 具 有 传 动 执 行 装 置 的 机 械 ， 它 由 臂 、关 节 和 末 端 执 行 装 置 构 成 ，组 合 为 一 个 相 互 连 接 和 相 互 依 赖 的运 动 机 构 ，且 具 有 可 改 变 的 和 反 复 编 程 的 自动 机 械 装 置 ，是 机 器 人 核 心 部 件 之 一 。 近 年 来 随 着 工 业 自动 化 以 及 信 息 化 的 发 展 ， 机 械 手 被 广 泛 应 用 于 各 个 领 域 ，在 高 温 、 高 压 和 粉 尘 等 各 种 恶 劣 的 作 业 环 境 中 以及 一 些具 有 危 险 性 的场合 它 可以代 替人 连续 的工 作 。它已经 成为 实 现 生产过 程 自动化 ，提 高 劳动 生产 率和 实现 安全 生 产 不可 缺少 的 自动 化设 备 ，因此分析 和 研究机 械 手 在失 重法 飞灰 测碳仪 中的应 用是 非常必 要 的。
基于UG和ADAMS的采摘机器人动力学仿真分析_李卓然
究的重点 ， 包括姿态 、 位置和力学分析 。 利用 ADAMS 可以输出机械手各个关节的时间 － 位移曲线 ， 取主要 的 3 个关节曲线进行输出 ， 如图 4 所示 。
( 1)
z0 表示机器人的初始高度 ， 取值为 260mm ; S 其中 ， 取值为 6mm ; T 取值为 2mm 。 给机器人添加一个质心 运动 ， 其运动的轨迹方程为 Tra X = 3 · time · cos ( 3． 14 × time ) Tra Y = 3 · time · sin ( 3． 14 × time ) Tra Z = 3 · time 将仿真时间设置为 t = 20s ， 步 长 为 600 步 ， 利用 ADAMS / View 模块提供的对象测量功能对机器人的每 个关节的位移进行测量 ， 然后可以输出位移 － 时间曲 线 ; 利用曲线处理工具对曲线进行一阶和二阶求导 ， 便可以得到机器人机械手的速度和减速度曲线 。 将模型的各个零件导入 到 ADAMS 之 后 ， 零件之 间还没有添加约束 ， 构件之间在 ADAMS 中是独立存 在的 ， 因此需要给机器人装配体 添 加 运 动 约 束 ，ADAMS / View 共提供了 3 种类型的约束 ， 包括基本约束 、 运动约束和运动副约束 。 图 3 为机器人添加约束的示意图 。 其中 ， 机械臂 和执行末端的各个关节之间都是转动关节 ， 因此可以
The stress in the Z direction of the robot manipulator
图 5 表示通过仿真模拟计算 ， 在 Z 方向上得到的 采摘机器人的受力曲线 。 由图 5 可以看出 : 机械手在 3 个关节的受力大致相同 ， 在圆锥运动时 ， 变化不大 ， 因此符合设计的要求 。
基于ADAMS水下采矿机械手的设计与仿真
机进 一 步研制 提供技 术基础 。
关 键 词 ：采 矿 机 械 手 ；Ａ Ａ Ｓ 虚 拟 样 机 ；仿 真 分 析 Ｄ Ｍ ； 中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ １１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ６ ３ （０ ８ ３ １４ ｏ Ｐ９． ０ ２ ６ ７ ２ ０ ）０ — １一 ２
Ｉ
收 稿 日期 ：２ ０ — ３ ０ ０８０—６
：
为了研究机械手 的运 动学 ，需在 每个连杆上 固接个 坐 标 系 ．然后通过 描述这些坐标 系之 间的关 系来描述 连杆 的
作 者 简 介 ：邹 培 海 （ ９ ０ ， 男，副 教 授 ，在 读 硕 士研 究 生 。 Ｉ １ ７ －）
４ ｋ ；６ ０ ｇ ｈ内样 品压 力 变 化 不 超 过 １％ 【 ５ ２ ］ 。
ｌ ｌ
：
（ ）机 械手 持 式深 海 热液 保 真采 样器 ：机 械手 夹 持 ｌ ２
操作 、无需动力对象 ：海底高温热液 （ 富含硫化物矿产 ｌ
资源） 。用途 ：热液成份分析 、嗜热嗜压型微生物培养 ； Ｉ
Ｖｏ． ， ３ １ ２１Ｎｏ． Ｍａ ，０ ｙ． ０８ ２
基于 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ水 下 采 矿 机械 手 的 设 计 与 仿 真
邹培 海 ，李 力 ， 陈若 莹
（ 中南 大 学 机 电工 程 学 院 ，湖 南 长 沙 ４ ０８ ） １０ ３
摘
要 ：对 水 下 采 矿 机 械 手 进 行 方 案 设 计 ，利 用 Ａ Ｍ Ｓ软 件 建 立 虚 拟 样 机 ，并 对 其 进 行 仿 真 ， 为 采 集 模 型 ＤＡ
的操控 、作业工具及其接 口、感应式信号传输等。 Ｉ （）机械手持式深海沉积物保真采样器 ：机械手夹 ｌ １
基于UG和ADAMS的机械手臂虚拟设计和仿真
械臂 进行 参数 化建 模 ， 然 后 将 设 计好 的三 维 装 配模 型 导人 ＡＤ ＡＭＳ中 ， 构建 虚拟 样 机 模 型 ， 并 进 行 运 动 学 仿 真分析 ， 得 到机 械 手臂 的工 作 空 间及 其 末 端 点 的 位 移、 速度 曲线 ， 实 现对 关节 型机 械手臂 的虚拟设 计及 仿 真 研究 。 １ 机械 手臂 仿真 模 型
２ 机 械 手臂 Ａ Ｄ Ａ ＭＳ运 动 学 仿 真
由动力 型旋 转关 节 和 前 、 下 两 臂 组 成 的 关 节 型机
机器 人运 动学 分 析 不仅 是 动 力 学 分 析 的基 础 ， 而
械 手臂 ， 具 有动作 灵 活 、 所 占空 间小 、 工作 范 围大 、 空 间
移动 速度 快 以及 能 在狭 窄 的空 间内绕 过各种 障 碍物 的 特点 ， 因此 在各 种智 能 机器 人 中被 广 泛 采用 。根 据 机 械手 臂末 端执 行器 的不 同 ， 可 以进 行焊 接 、 喷漆 、 装配 、
第 ３期 （ 总第 １ ９ ０期 ）
２ ０ １ ５年 Ｏ ６月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ０Ｍ ＡＴ１ ０Ｎ
Ｎｏ． ３
Ｊ ｕ ｎ ．
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ — ０ ０ ２ ６ — ０ ２
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ 】 ． ９： Ｔ Ｐ ２ ４ ｌ 文 献标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
肘关 节 和腕关 节 的运 动 型 式 以及 结 构 是 相 似 的 ， 在 这
近年 来 ， 机 器人 技术 快 速发展 ， 机 械手臂 作 为机器
基于ADAMS的果品采摘机械手运动学仿真分析
0
引言
果品采摘作业是水果生产链中最耗时和最费力
l2
Z4
x3
l3
x4
l
y4
yT
z4
xT
的一个环节，其质量直接影响到产品的后续加工和 储存。因此，采摘机器人作为农业机器人的重要类 型 ，具 有 很 大 的 发 展 潜 力 。由 于 采 摘 作 业 的 复 杂 性 ， 采摘自动化程度仍然很低。人机协作研究思想是在 充分考虑现有技术水平的前提下，合理定位采摘机 器人的智能化程度，将机器人的导航、目标探测和 定位等需要高智能的任务剥离出来，由人完成，而 机器人的运动轨迹规划、关节控制和末端执行器控 制 等 任 务 由 机 器 人 的 控 制 系 统 完 成 [1 ， 2] 。 本 文 在 该 思想指导下，对采摘机械手进行了运动学分析与仿 真研究。
1.2
机械手运动学逆问题 在已知杆件几何参数的情况下，给定末端执行
该机械手由底座、躯干、肩、手臂和手腕等 5 部分 构 成 。 设 各 连 杆 长 度 分 别 为 l1 =700mm ， l2 =1300mm ，
l3 =800mm ， l4 =400mm 。
器相对于基坐标系的期望位置和姿态，求使末端执 行器达到期望位姿时所对应的关节变量。运动学逆 问 题 就 是 在 已 知 (1) 式 右 边 矩 阵 中 各 元 素 的 情 况 下 ， 计算对应的关节变量 θ 。机器人运动学逆问题的求 解 方 法 是 将 运 动 方 程 式 (1) 的 两 端 依 次 左 乘 各 T 矩 阵的逆矩阵，并使两端相等矩阵的对应元素相等， 即可求得各关节变量。
- 59 -
2008 年 4 月
1.1
农 机 化 研 究
第 4 期
机械手运动学正问题 运动学正问题就是已知机械手连杆参数和关节 角度矢量，求末端执行器相对于参考坐标系的位置 和姿态。将各连杆变换矩阵相乘就得到了末端执行 器坐标系相对于基坐标系的齐次变换阵 0 4T ，该 矩 阵 描述了末端执行器在基坐标系中的位置和姿态。
基于ADAMS和MATLAB的六自由度机械手运动仿真-精品
毕业论文（设计）题目基于ADAMS和MATLAB的六自由度机械手运动仿真系部机械工程系专业年级学生姓名学号指导教师手术机器人的运动仿真机械设计制造及其自动化学生指导老师【摘要】:首先进行了背景知识的学习，包括手术机械手基本知识的了解，明确了手术机械手的应用环境，国内外研究趋势，以及手术机械手中主要涉及的关键技术。
学习了有关虚拟样机的知识，了解了各种仿真软件的优劣，最终确定了采用ADAMS进行仿真分析。
学习仿真软件ADAMS。
通过实际操作ADAMS软件，并进行大量的实例练习，对软件能熟练的使用，然后查阅相关资料，明确使用该软件要达到的最终目的，并确定方法。
建立仿真模型。
对本文所使用的机器人的结构进行详细了解，并在Solid Works软件中建立出机器人的各个零件的三维模型，并在Solid Works环境中进行了装配，检查了装配结果。
然后查阅资料，了解Solid Works与ADAMS软件之间的数据是如何传输的，并确定本文所使用的传输方法。
在仿真软件中处理模型。
将模型导入仿真软件中，对其进行相应的处理，进行了修改质量、添加约束等，然后创建驱动函数等操作，最后验证仿真模型。
为仿真做好准备。
仿真运行及数据测量分析。
在软件中对机器人进行仿真，并测出其运动特性曲线，并对曲线进行分析。
进行了论文写作。
【关键字】:机械手仿真 ADAMS SOLIDWORKSDigital Dual-Longitudinal Mode LaserThermal Frequency Stabilization Circuit Design【Abstract】:First, the background knowledge for learning, including basic knowledge of surgical robot to understand clearly the surgical robot to be With the environment, domestic and international research trends, and the surgical robot mainly related to key technologies. Learning to know about the virtual prototype Knowledge, understanding the advantages and disadvantages of various simulation software, and ultimately determine the use of ADAMS simulation analysis. Learning simulation software ADAMS. ADAMS software through hands-on and a lot of instances of practice, the use of software proficiency, and access to relevant information, Explicitly use the software to achieve the ultimate goal, and identify methods. Build simulation models. Robot used in this article the knot Detailed understanding of structure, and Solid Works software to create the robot in various parts of the three-dimensional model, and in the Solid Works environment was assembled to check the assembly results. And access to information, understanding between Solid Works and ADAMS, How the data is transmitted, and to determine the transmission method used in this article. Processing model in the simulation software. The model into simulation Fax software and to carry out the appropriate treatment, were revised quality, add constraints, and then create the drive functions and other operations, Finally, simulation model validation. Ready for simulation. Simulation run and the data measurement and analysis. In the software simulation of the robot True, and measure its movement characteristic curve, and curve analysis. Conducted a thesis writing.【Key words】: robot simulation ADAMS SOLIDWORKS目录1.绪论 (1)1.1.研究背景 (1)1.2.研究意义 (2)1.3.研究内容 (2)2.虚拟样机技术 (4)2.1.虚拟样机技术的内容 (4)2.2.虚拟样机技术与传统CAX（CAD/CAE/CAM）技术的比较 (5)2.3.虚拟样机技术的应用 (6)3.ADAMS软件 (8)3.1.ADAMS的功能概述 (8)3.1.1.ADAMS 的一些主要模块 (8)3.1.2.ADAMS建模、仿真步骤 (9)3.2.ADAMS的建模功能 (10)3.2.1.ADAMS中的零件 (10)3.2.2.在零件上施加约束和运动 (11)3.2.3.给零件施加作用力 (12)3.3.ADAMS的分析功能 (12)3.3.1.ADAMS中的测量 (12)3.3.2.系统元素和数据元素 (13)3.3.3.用ADAMS对模型进行仿真 (13)4.机械手三维模型建立 (15)4.1.SW概述 (15)4.2.机械手零件建模 (15)4.3.机械手装配 (19)4.4.SW与ADAMS数据传递 (21)5.基于ADAMS的仿真分析 (23)5.1.导入机器人模型及设置工作环境 (23)5.1.1.导入机器人模型 (23)5.1.2 设置工作环境 (24)5.2.修改机器人模型的材料、颜色、名称及验证模型 (26)5.2.1.修改机器人模型的材料 (26)5.2.2.修改机器人各构件的颜色及名称 (26)5.2.3.检查模型 (28)5.3.创建约束及驱动 (28)5.3.1.创建约束 (28)5.3.2.创建驱动 (31)5.4.验证模型 (32)5.5.仿真控制 (33)5.6.运动学仿真 (34)5.6.1.仿真过程及机器人末端的运动轨迹 (34)5.6.2.机器人末端点的测量 (35)6.结论与展望 (38)参考文献 (40)致谢 (41)1.绪论1.1.研究背景机器人技术是一种综合了机械工程、电子工程、计算机技术、自动控制及人工智能等多种科学最新研究成果的综合性技术，是机电一体化技术发展进步的典型代表。
水下机械臂设计与仿真
水下机械臂设计与仿真在现代化科技的发展中，水下机械臂作为一种具有强大功能的工具设备，被广泛应用于海洋、石油、水电等领域。
水下机械臂在这些领域中扮演着不可或缺的角色，具有取代人工作业的功能，提高了生产效率，降低了劳动强度和安全风险。
因此，水下机械臂的设计和研究对于推动这些行业的发展具有重要的意义。
一、设计思路在设计水下机械臂时，需要考虑到机械臂的材料、结构和工作原理等因素。
首先，机械臂的材料需要选择具有良好氧化防护性能和耐腐蚀性的材料，如316L不锈钢、钛合金等。
其次，机械臂的结构应该具有高刚度和高强度，以保证机械臂在工作中不易变形，不易断裂。
最后，水下机械臂的工作原理应该清晰明确，能够通过远程操纵来完成各个动作。
对于机械臂的设计，可以参考其他机器人的结构和工作原理，以提高设计的效率和精度。
同时，也需要加入人类工程学和动力学的知识，进行适当的改良和优化，使机械臂的操作更加人性化，更加精准。
二、关键技术在机械臂的设计中，关键技术包括机械臂的力学结构、水下操作系统的设计和智能传感控制技术等方面。
首先，机械臂的力学结构必须优化，以获得最佳的运动学性能和结构刚度。
同时，操作系统必须具有稳定性和高效性，能够进行精确的远程操作，以确保机械臂的动作精度和震动幅度都在合理范围内。
另外，智能传感控制技术是机械臂设计中的重要组成部分。
机械臂需要通过各种传感器获取环境信息，并实时反馈给操作者。
传感技术的发展为机械臂提供了更加精确的控制，使其在复杂的环境中也能够准确地完成任务。
三、仿真分析在机械臂的设计和研究过程中，仿真分析技术是必不可少的工具。
通过进行仿真分析，可以模拟机械臂在水下环境中的各种动作和变化，分析机械臂的结构和工作性能，并且通过对仿真结果的分析和评估，对机械臂的设计进行优化和改进。
在仿真分析中，机械臂的运动学模型和动力学模型是重要的内容。
根据机械臂的物理特性，编制机械臂的运动学模型和动力学模型，模拟机械臂的欧拉角、关节角度和关节速度等参数的变化，预测机械臂的动作轨迹和工作效率。
采摘机器人机械手夹紧装置优化设计-基于Pro／E和ADAMS联合仿真
采摘机器人机械手夹紧装置优化设计-基于Pro／E和ADAMS联合仿真董其维【摘要】In the operation process of the picking robot , the mechanical damage of fruit is one of the main factors that af-fect the picking effect .In order to reduce the picking manipulator on fruit damage , shorten the design cycle , reduce the experimental cost , it puts forward the optimization design method of a new manipulator clamping device .The method uses the software of virtual simulation function to realize the virtual environment under the clamping bodies clamping force cal -culation and synchronous optimization .By constructing the picking manipulator virtual prototype of multi agent system frame , it designs the picking manipulator simulation of multi body dynamics model .And the digital model of the manipu-lator is established by Pro /E , which is imported to Adams were simulation analysis .By calculating the clamping force of the different manipulator finger size and the clamping force of the simulation results , it can get in no more than fruit broken clamping force threshold , which corresponds to the maximum clamping force of the mechanical finger length to width ratio , to effective relationship manipulator design cycle , improve the design efficiency , which provides important reference data for the picking robot research .%采摘机器人作业过程中，果实的机械损伤是影响采摘效果的主要因素之一。
基于ADAMS的四自由度机械手运动学仿真设计
优秀设计目录1 引言 (1)1.1工业机械手研究现状 (1)1.2工业机械手的功能及应用 (1)1.3本文研究内容及研究意义 (3)2工程机械仿真简介 (3)2.1概述 (3)2.2工程机械仿真的思想、内容和特点 (3)2.3参数化设计概念 (4)2.4工程机械零部件参数化仿真设计 (4)3 PRO/E功能介绍 (5)3.1引言 (5)3.2P RO/E对三维模型的处理 (5)3.2.1 Pro/E的三维模型创建功能 (5)3.2.2 Pro/E建模的一般过程 (6)3.2.3 利用族表实现零件系列化设计 (6)3.3P RO/E的特点及产品外观造型设计 (6)4 ADAMS功能介绍 (9)4.1ADAMS概述 (9)4.2 ADAMS基本功能 (9)4.3ADAMS和P RO/E之间的数据转换 (11)5仿真分析 (12)5.1仿真流程图 (12)5.2模型建立 (13)5.2.1利用Pro/E建立机构模型 (13)5.2.2 ADAMS仿真模型等效转换 (14)5.3ADAMS仿真 (15)5.3.1仿真设置 (15)5.3.2仿真结果 (15)6 运动学分析 (17)6.1建立坐标系 (17)6.2运动学分析 (17)7结束语 (19)参考文献 (20)致谢 .............................................. 错误！未定义书签。
1 引言1.1工业机械手研究现状随着机器人研究的不断深入和机器人领域的不断发展，机器人仿真系统在机器人设计和研究方面，发挥着重要的作用，它可应用于机器人的许多方面，已成为机器人学的一个重要分支。
例如：可帮助研究人员了解机器人工作空间的形态及极限；还能帮助研究人员了解机器人工作空间的形态与合理性；可用于分析检验轨迹规划和作业规划的正确性与合理性；可为离线编程技术的研究提供一种极为有效的验证手段；可以用于实时检测机器人与作业环境之间的碰撞与干涉以保证整个生产单元的安全等。
水下机器人的机械手臂设计与仿真
水下机器人的机械手臂设计与仿真水下机器人的机械手臂设计与仿真是水下机器人技术中的重要领域之一、水下机器人的机械手臂主要用于执行各种任务，如修复、安装、采样等。
因此，设计一款稳定、灵活、高度智能的水下机器人机械手臂对于水下机器人的有效操作至关重要。
首先，设计水下机器人的机械手臂需要考虑以下几个方面：机械结构、力学性能、控制系统和任务需求。
机械结构是机械手臂设计中最基础的部分。
考虑到水下环境的复杂性和极限工况，机械结构需要具备高强度、耐腐蚀和耐重压等特点。
同时，机械结构还需要设计为模块化结构，方便维护和升级。
力学性能是机械手臂设计中的关键因素之一、在水下环境中，机械手臂需要能够承受水压、扭矩和重力等多种负荷。
因此，材料的选择和结构的设计需要充分考虑这些负荷。
控制系统是机械手臂设计中的另一个重要因素。
水下机器人的机械手臂通常由多个关节和传感器组成，需要设计合适的控制算法和控制器。
此外，为了实现自主操作和精确控制，机械手臂的控制系统还需要具备高度智能化的功能。
任务需求是机械手臂设计的最终目标。
根据不同的任务需求，机械手臂的设计和功能各不相同。
例如，水下机器人的机械手臂用于采样任务时，需要具备高精度的抓取和定位功能；在修复任务中，机械手臂需要能承受高扭矩和扭力。
对于水下机器人机械手臂的仿真，可以使用计算机辅助设计和仿真软件。
这些软件可以提供对机械结构和力学性能的仿真分析，帮助设计人员优化设计方案。
同时，还可以通过仿真模拟机械手臂的运动和控制，验证控制系统的性能和稳定性。
总结来说，水下机器人的机械手臂设计与仿真需要从机械结构、力学性能、控制系统和任务需求等方面进行考虑和优化。
通过合理的设计和仿真分析，可以提高机械手臂的性能和可靠性，并实现水下机器人在复杂环境中的任务效能。
基于ADAMS的ROV采矿车近海底着地虚拟仿真
基于ADAMS的ROV采矿车近海底着地虚拟仿真
龙江志;何将三;徐昱
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2004(21)5
【摘要】应用了SolidWorks软件建立起ROV采矿车的三维实体模型,并导入了机械系统动力学分析软件ADAMS中建立虚拟样机,在深海环境下对该虚拟样机近海底着地进行了多体动力学仿真,分析了仿真结果,对R0V采矿车着地作出了预报,为ROV采矿车着地时推进器的控制提供参考方法.
【总页数】4页(P38-40,80)
【作者】龙江志;何将三;徐昱
【作者单位】中南大学机电工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学机电工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学机电工程学院,湖南,长沙,410083
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于ADAMS的ROV采矿车近海底着地虚拟仿真 [J], 何将三;龙江志
2.基于ADAMS的多功能智能采矿车的动态仿真设计 [J], 崔群凤;韩鑫;李旭荣
3.基于不同路径的海底集矿车采集率的研究 [J], 汪学清;唐红平;范猛;宋延滨;杨已军;赵瑞华
4.基于Lyapunov理论的海底采矿车点镇定控制 [J], 李力;张正;陈铭;潘珏承
5.基于ADAMS的单侧自卸式矿车曲轨优化设计 [J], 李胜军;刘剑雄;彭军涛
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ADAMS的四自由度机械手运动学仿真毕业设计任务书
5.2009年5月4日-5月22日（第12-14周），实体建模，整理、撰写毕业设计报告。
6.2009年5月25日-6月5日（第15-16周）上交毕业设计报告，指导教师、评阅教师审查评阅设计报告，毕业设计答辩资格审查。毕业设计答辩，学生修改整理设计报告。
毕业论文（设计）任务书
题目名称基于ADAMS的四自由度机械手运动学仿真
学生姓名
杨书敏
所学专业
机械设计制造及自动化
班级
机制052
指导教师姓名
付素芳
所学专业
机械制造及其自动化
职称
副教授
完成期限
2008年12月22日至2009年6月5日
一、论文（设计）主要内容及主要技术指标
1.主要内容
研究机械手的发展状况或趋势；研究现代机械设计方法；了解机械手的结构特点及运动求；学习Pro/E软件，建立机械手的实体模型，并进行运动仿真分析，为后续的结构参数优化做准备。
2.技术指标
（1）熟练掌握现代机械设计方法；
（2）建立机械手各部分的实体模型；
（3）对机械手模型进行造型设计分析。
毕业论文（设计）的基本要求
1.毕业设计（论文）一份：有400字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的参考文献，正文中要引用5篇以上文献，并注明文献出处。论文字数在10000字以上；
2.有不少于2000汉字的与本课题有关的外文翻译资料；
3.毕业设计总字数在10000字以上；
4.划船器实体模型，相关图纸。
三、毕业论文（设计）进度安排
1.2008年12月22日-2009年1月9日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成英文资料翻译和开题报告。
基于Matlab与Adams软件的机器人虚拟仿真教学实验设计
（下转第114页）
98
中国航班
CHINA FLIGHTS
遥交感通与勘物测流
TRraenmsoptoertSaetniosninagnadnLdoSguisrtviecys
的体验。在网络上发展的环境下，人们的 生活和工作都有了极大的改变，这也为公 路运输产业带来了积极的影响，通过网络 的模式的结合，建立共享系统，实现信息 的共享利用，同时加强服务的功能，使公 路运输经济的发展得到更加有效的支持。
摘要：机器人在运输行业中应用十分 广泛，而性能优异的机器人需要具有多学 科知识背景的专业人员设计。机器人的机 械本体和控制器设计是机器人研制的关键 环节，通过 Matlab 软件和 Adams 软件对 机器人进行运动仿真教学实验设计，可以 提前检验所设计的机器人是否满足要求， 该仿真验证案例也可供专业机器人设计人 员借鉴。
图1 机器人模型 基金项目：重庆市研究生教改项目（yjg193061，yjg193066）
首先建立水平位置的基座模型，在功能区 Bodies 项的 Solids 中，单击 RigidBody:Box 图标，勾选复选框，输入尺寸参数，光标 移至工作区，会显示基座矩形体，完成几 何模型创建，同理完成机器人 x、y 和 z 关 节模型创建。终上所述，建立的直角坐标 型机器人几何模型如图 1 所示。定义输出 与输入的系统变量和数据变量，用于软件 间的数据传递，直角坐标型机器人有三个 平移驱动力，需要在 Matlab 中传入控制数 据，定义 input1 系统输入变量间关联到 z 轴驱动力 SFORCE_1，定义 Input2 系统输 入变量间关联到 y 轴驱动力 SFORCE_2， 定义 Input3 系统输入变量间关联到 x 轴驱 动力 SFORCE_3。