工程案例—机器人Adams虚拟实验详细步骤(精)
adams建模与验指导书
机器人系统课程实验指导书上海大学ADAMS建模与运动仿真试验一、实验目的1.掌握ADAMS基本的操作方法。
2.熟悉ADAMS建模中的各模块及其功能。
3.学会ADAMS简单的运动仿真设计。
二、实验内容1.在ADAMS软件中创建机械臂模型。
2.在ADAMS软件中设计机械臂运动仿真。
三、实验条件与设备准备一台可以用的电脑（尽量是自己的pc）。
四、实验步骤先前指导：本次试验选择的ADAMS版本为2013a，中文破解版，在建模过程中，需要经常旋转或者平移模型，为了操作便捷，可以使用一些快捷方式（必须在英文输入状态下可用）:4.1创建机械臂模型4.1.1.新建模型启动ADAMS/View，在欢迎对话框中选择New Model新建模型，在模型名称输入robot_arm，设置成无重力，将单位设置成MMKS。
特别提醒，建模过程中，要阶段性保存已建模型，因为ADAMS软件偶尔会出现问题并自动关闭。
4.1.2.设置工作环境单击菜单【设置】→【工作栅格】，在工作栅格的X和Y尺寸【大小】设置为100mm，【间隔】设置为2mm，【设置方向】设置为“全局XZ”，单击菜单主工具栏的按钮（右键点击箭头会出现上下视图选择按钮），调整视图方向，单击键盘上的F4键，打开坐标窗口。
单击菜单【设置】→【图标】，在图标设置对话框中，将【所有模型图标尺寸】设置为10。
4.1.3.创建底座机构单击建模工具条上的拉伸按钮创建拉伸体，将选项设置成【新建部件】、【轮廓】设置成“点”、勾选“闭合”、【路径】设置成“后退”、【长度】设置成20，然后在图像区域一次选择（-30,30,0）、（-30,-30,0）、（30,-30,0）和（30,30,0）四个位置，当鼠标在旁会显示当前的坐标值，如果栅格太密，可以点击快捷键Z 进行放大。
在选择完第四个点时，单击鼠标右键，就可以创建一个拉身体，如图1（a）所示。
将底座的名称修改为dizuo，在底座上单击鼠标右键，在弹出的右键快捷菜单中选择【Pat：PART_2】→【重命名】，在弹出的修改名称对话框中输入“dizuo”，也可以在界面左侧的【浏览】→【物体】中选择该部件右键进行修改。
北航adams实验报告-四足机器人
成绩采用ADAMS和MATLAB建立机械装置或机电装置虚拟样机——四足机器人建模与仿真实验报告院（系）名称自动化科学与电气工程专业名称控制工程学生学号0学生姓名0指导教师02016年4月一、实验背景1. 参照自然界四足哺乳动物如猫狗的运动形式，对四足机器人进行建模，结合虚拟样机技术软件ADAMS，对四足机器人进行步态规划、运动学和动力学分析，使四足机器人模型良好运行。
2. 利用拉格朗日能量法建立四足机器人坐标系并对四足机器人进行运动学分析。
3.在Solidworks中建立四足机器人三维模型，之后将三维模型导入至虚拟样机软件ADAMS中，在ADAMS中建立虚拟样机模型，并利用样条曲线来规划机器人的运动轨迹，进行仿真，实现机器人的直线行走。
二、实验原理2.1 研究对象背景分析移动机器人按移动方式大体分为两大类；一是由现代车辆技术延伸发展成轮式移动机器人（包括履带式）；二是基于仿生技术的运动仿生机器人。
运动仿生机器人按移动方式分为足式移动、蠕动、蛇行、游动及扑翼飞行等形式,其中足式机器人是研究最多的一类运动仿生机器人。
自然环境中有约50％的地形，轮式或履带式车辆到达不了，而这些地方如森林，草地湿地，山林地等地域中拥有巨大的资源，要探测和利用且要尽可能少的破坏环境，足式机器人以其固有的移动优势成为野外探测工作的首选，另外，如海底和极地的科学考察和探索，足式机器人也具有明显的优势，因而足式机器人的研究得到世界各国的广泛重视。
现研制成功的足式机器人有1足，2足，4足，6足，8足等系列，大于8足的研究很少。
曾长期作为人类主要交通工具的马，牛，驴，骆驼等四足动物因其优越的野外行走能力和负载能力自然是人们研究足式机器人的重点仿生对象。
因而四足机器人在足式机器人中占有很大的比例，四足机器人的研究深具社会意义和实用价值。
2.2 研究对象数学模型分析四足机器人整体结构由躯体、左前腿、右前腿、左后腿、右后腿五部分组成。
四足机器人的设计为两腿包含两个关节，分别为髋关节和膝关节，在关节位置添加驱动，这两个驱动为主动自由度，小腿为被动自由度。
北航adams实验报告-四足机器人
成绩采用ADAMS和MATLAB建立机械装置或机电装置虚拟样机——四足机器人建模与仿真实验报告院（系）名称自动化科学与电气工程专业名称控制工程学生学号0学生姓名0指导教师02016年4月一、实验背景1. 参照自然界四足哺乳动物如猫狗的运动形式，对四足机器人进行建模，结合虚拟样机技术软件ADAMS，对四足机器人进行步态规划、运动学和动力学分析，使四足机器人模型良好运行。
2. 利用拉格朗日能量法建立四足机器人坐标系并对四足机器人进行运动学分析。
3.在Solidworks中建立四足机器人三维模型，之后将三维模型导入至虚拟样机软件ADAMS中，在ADAMS中建立虚拟样机模型，并利用样条曲线来规划机器人的运动轨迹，进行仿真，实现机器人的直线行走。
二、实验原理2.1 研究对象背景分析移动机器人按移动方式大体分为两大类；一是由现代车辆技术延伸发展成轮式移动机器人（包括履带式）；二是基于仿生技术的运动仿生机器人。
运动仿生机器人按移动方式分为足式移动、蠕动、蛇行、游动及扑翼飞行等形式,其中足式机器人是研究最多的一类运动仿生机器人。
自然环境中有约50％的地形，轮式或履带式车辆到达不了，而这些地方如森林，草地湿地，山林地等地域中拥有巨大的资源，要探测和利用且要尽可能少的破坏环境，足式机器人以其固有的移动优势成为野外探测工作的首选，另外，如海底和极地的科学考察和探索，足式机器人也具有明显的优势，因而足式机器人的研究得到世界各国的广泛重视。
现研制成功的足式机器人有1足，2足，4足，6足，8足等系列，大于8足的研究很少。
曾长期作为人类主要交通工具的马，牛，驴，骆驼等四足动物因其优越的野外行走能力和负载能力自然是人们研究足式机器人的重点仿生对象。
因而四足机器人在足式机器人中占有很大的比例，四足机器人的研究深具社会意义和实用价值。
2.2 研究对象数学模型分析四足机器人整体结构由躯体、左前腿、右前腿、左后腿、右后腿五部分组成。
四足机器人的设计为两腿包含两个关节，分别为髋关节和膝关节，在关节位置添加驱动，这两个驱动为主动自由度，小腿为被动自由度。
Adams柔性体例子—机器人Adams虚拟实验详细步骤
一.ADAMS软件简介 (2)1.1ADAMS软件概述 (2)1.2用户界面模块（ADAMS/View） (3)1.3求解器模块（ADAMS/Solver） (5)1.4后处理模块（ADAMS/PostProcessor） (6)1.5控制模块（ADAMS/Controls） (8)二.典型机器人虚拟实验 (9)2.1串联机器人 (9)2.1.1 运动学分析 (9)2.1.2 动力学分析 (14)2.1.3 轨迹规划 (17)2.1.4 基于ADAMS和MATLAB的联合运动控制 (22)一.ADAMS软件简介虚拟样机仿真分析软件ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是对机械系统的运动学与动力学进行仿真的商用软件，由美国MDI （Mechnical Dynamics Inc.）开发，在经历了12个版本后，被美国MSC公司收购。
ADAMS集建模、计算和后处理于一体，ADAMS有许多个模块组成，基本模块是View模块和Postprocess模块，通常的机械系统都可以用这两个模块来完成，另外在ADAMS中还针对专业领域而单独开发的一些专用模块和嵌入模块，例如专业模块包括汽车模块ADAMS/Car、发动机模块ADAMS/Engine、火车模块ADAMS/Rail、飞机模块ADAMS/Aircraft等；嵌入模块如振动模块ADAMS/Vibration、耐久性模块ADAMS/Durability、液压模块ADAMS/Hydraulic、控制模块ADAMS/Control和柔性体模块ADAMS/AutoFlex等[3]。
1.1ADAMS软件概述ADAMS是以计算多体系统动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件，利用它可以建立复杂机械系统的运动学和动力学模型，其模型可以是刚体的，也可以是柔性体，以及刚柔混合体模型。
ADAMS操作与实例解析
ADAMS操作与实例解析ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一种常用的机械系统动力学仿真与分析软件，可以用于模拟和优化各种机械系统，包括汽车、飞机、船舶、机械臂等。
在这篇文章中，将介绍ADAMS的操作流程以及一些实例解析。
1.建模：ADAMS提供了丰富的建模工具，可以通过创建零件模型来构建机械系统的模型。
用户可以直接导入CAD文件或者通过ADAMS的建模工具手动创建零件模型。
在建模过程中，用户需要定义每个零件的几何特征和物理性质。
2.装配：在建模完成后，需要对所有的零件进行装配操作。
用户可以使用简单的拖拽操作将零件放置到正确的位置，并设置它们之间的连接关系。
ADAMS提供了多种连接方式，包括球接头、铰接、滑动接头等。
3.定义运动：一旦完成了装配操作，用户需要为机械系统定义运动。
ADAMS支持多种运动方式，包括平移、旋转、摆动等。
用户可以通过设置零件的运动公式或者直接拖动零件使其运动。
4.分析：定义了机械系统的运动后，可以进行多种分析，如运动模拟、动力学分析、碰撞检测等。
ADAMS提供了丰富的分析工具和图表，可以帮助用户研究机械系统的性能和优化设计。
接下来，将通过两个实例来解析ADAMS的应用。
实例一：汽车悬挂系统分析假设我们要分析一种新型的汽车悬挂系统的性能。
首先，我们需要在ADAMS中建立一个悬挂系统的模型，包括车轮、悬挂臂、弹簧等零件。
然后，通过调整零件的连接关系和运动方式，定义悬挂系统的运动。
接着，我们可以进行动力学分析，如行驶过程中的减震性能测试、路面不平度下的车辆响应等。
通过观察ADAMS提供的图表和动画，我们可以评估悬挂系统的性能，并优化设计。
实例二：机器人臂运动规划假设我们要设计一个机械臂，能够完成复杂的运动任务，如抓取物体、放置物体等。
首先，我们需要建立机械臂的模型，包括关节、链接件等零件，并设置它们之间的运动关系。
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。
虚拟样机仿真与测试实验ADAMS
虚拟样机仿真与测试实验报告一、实验目的（1）了解ADAMS软件的建模和分析方法；（2）初步掌握ADAMS进行机构参数化建模的方法；（3）初步掌握ADAMS添加运动约束、运动驱动、仿真分析、参数测量。
二、实验内容及参数图所示为某机器的曲柄滑块机构，圆盘1以n=60r/min的转速逆时针旋转，在滑块的端部作用有载荷F，F的方向与滑块运动的方向相反。
已知：圆盘1的半径R=301mm，厚度δ=100mm，材料密度为7.8×10-3kg/cm3；连杆2长度L=1330mm，宽度w=150mm，厚度δ=50mm，质量Q=65kg，惯性矩Ixx=6.9kg·m2，Iyy=6.80kg·m2，Izz＝0.132kg·m2，滑块3长度L=400mm 高度h=300mm，厚度δ=300mm，材料为黄铜。
试进行以下的建模和分析：(1) 分别在ADAMS和MATLAB中计算滑块的位置、速度和加速度，并比较计算结果。
(2) 载荷F=10kN时，确定所需的圆盘驱动力矩。
(3) 设置驱动力矩，测量滑块的位置和速度。
对此机构在ADAMS环境下建立模型，设置约束，并利用ADAMS对曲柄滑块进行运动分析，并绘制运动曲线。
三、实验步骤（1）启动ADAMS程序（2）检查和设置建模基本环境（3）几何建模（4）施加约束力（5）对曲柄滑块机构进行仿真分析（6）仿真分析后处理四、计算机求解结果与分析（1）ADAMS环境下的计算结果：TIME (sec) X (m) V(m/s) A(m/s) M(N*m)0.0000 1.700000 0.000000 -15.09085 98.80200 0.0250 1.695299 -0.3751346 -14.82142 1001.581 0.0500 1.681373 -0.7361974 -13.98839 1835.062 0.0750 1.658745 -1.068336 -12.59562 2536.051 0.1000 1.628254 -1.363140 -10.72937 3061.189 0.1125 1.610399 -1.492081 -9.811443 3264.860 0.1375 1.570272 -1.709107 -7.526801 3503.577 0.1625 1.525445 -1.867225 -5.097742 3559.868 0.2000 1.452706 -1.989229 -1.422218 3364.103 0.2250 1.402771 -1.995746 0.8754129 3105.036 MATLAB环境下的计算结果（抽取部分值）：Time | s| v| a0.000000| 1.690000| 0.000000|-15.0908480.027778| 1.684201|-0.415931|-14.7396330.055556| 1.667072|-0.812560|-13.7085580.083333| 1.639405|-1.171828|-12.0644010.111111| 1.602462|-1.478115|-9.9149580.138889| 1.557892|-1.719292|-7.4026520.166667| 1.507622|-1.887551|-4.6938370.194444| 1.453733|-1.979864|-1.9634310.222222| 1.398318|-1.997964| 0.6239700.250000| 1.343368|-1.947787| 2.933331比较ADAMS与MATLAB中的计算结果，得：ADAMS与MATLAB中的计算结果比较近似，在滑块位移的计算中存在千万分位上的误差，在滑块速度和加速度的计算中存在万分位上的误差。
ADAMS虚拟实验
ADAMS虚拟实验ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)是Mechanical Dynamics Inc．开发的一个多体动力学软件，在机械领域得到广泛应用（其中汽车行业使用率为43%）。
针对汽车工业，MDI和大型汽车制造企业联合开发了ADAMS/CAR、ADAMS/DRIVER等专用模块，大大方便了车辆零部件、总成以及整车的建模和仿真工作，并提高了仿真计算精度。
i.ADAMS的主要功能ADAMS可以对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。
ADAMS软件的仿真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。
ADAMS/FLEX将多体动力学建模方法与大位移、非线性分析求解功能相结合，并且提供与其它CAE软件，如有限元分析软件ANSYS等的集成接口，可以方便的考虑零部件的弹性特性，建立多体动力学模型。
用ADAMS/Car，车辆工程师们可以将设计好的车辆置于不同的路况条件下进行相同的测试，且仅用比原来在真实的实验室或者试验场地上测试少得多的时间。
ii.ADAMS的主要特点以下是对在进行车辆建模和分析时最有可能用到的功能、模块的简单介绍。
ADAMS软件提供了四种用于动力学仿真的轮胎模型，即Fiala模型，UA模型，Smithers模型，用户自定义模型。
轮胎侧偏特性、垂直特性、外倾特性等参数可通过平板式轮胎静力学试验台测定。
ADAMS/Flex提供ADAMS与有限元软件之间的双向数据交换接口，利用它与ANSYS、MSC/NASTRAN、ABAQUS、I-DEAS等软件的接口，可以方便的考虑零部件的弹性特性，建立多体动力学模型，以提高系统的仿真精度。
ADAMS/Controls可以通过简单的继电器、逻辑与非门、阻尼线圈等建立简单的控制机构，或者利用在通用控制系统软件（如：MATLAB、MATRIX、EASY5）中建立的控制系统框图，建立包括控制系统、液压系统、气动系统和运动机械系统的仿真模型。
虚拟样机作业(ADAMS)
虚拟样机作业学院机械科学与工程学院班级411205班实验日期2014．5．15学号41120509 姓名实验成绩实验名称：夹紧机构模拟仿真实验目的：1、学会在adams/view中利用各种图形工具建立零件外形；2、学会移动零部件的位置；3、掌握如何正确的建立个零件之间的约束关系；4、熟练函数编辑器的使用；5、熟练后处理模块的使用；建模过程及相关图像1、写出模型的拓扑结构摇臂（Pivot）通过旋转副joint_1与地面连接通过旋转副joint_3与手柄连接通过旋转副joint_2与挂钩连接手柄（Handle）通过旋转副joint_3与摇臂连接通过旋转副joint_4与连杆连接通过作用力sforce_1与地面连接锁钩（Hook）通过圆柱副joint_5与连杆连接通过旋转副joint_2与摇臂连接通过弹簧spring_1与地面连接连杆（Slider）通过旋转副joint_4与手柄连接通过圆柱副joint_5与锁钩连接2.设计点及其坐标建模后得到模型如下零件图a.枢轴c.弹簧e.滑杆f.固定支架仿真过程及相关图像1.仿真过程中弹簧力的测量及角度测量的图如下：上图中图1和图2分别是仿真过程中夹紧力与角度随时间变化的图像。
2.创建角度传感器后再次仿真得到的夹紧力及角度随时间变化的曲线如下：夹紧力随时间变化曲线角度随时间变化曲线3.实验验证实验仿真数据曲线实验和仿真数据比较曲线图3.参数化模型编辑设计变量参数化模型仿真结果不同结构的弹簧力测量结果4.运行设计研究结果弹簧力随时间的变化曲线手柄角度随时间的变化曲线经过上述研究可以了解哪些设计变量对夹紧机构有较大的影响。
从而为进一步优化设计奠定基础。
5.优化设计结果手柄角度的变化曲线夹紧力的变化曲线各次迭代过程的最大夹紧力值优化分析报告优化分析结果SPRING_1_MEA_1 DV_4 DV_6 DV_8 初始值-832.64 3 8 10优化值-999.91 3.2762 7.8652 10．017从上表及优化分析报告中可以看出，经过10次迭代运算，ADAMS找到一个最优点，使得最大夹紧力由832提高到971N。
机器人设计与仿真基于Adams与Matlab的案例分析与实现
机器人设计与仿真基于Adams与Matlab的案例分析与实现机器人设计与仿真是现代机器人工程领域的核心内容。
这个系列课程旨在帮助学习者掌握使用Adams和Matlab工具进行机器人设计、建模、控制算法开发和仿真分析的技能。
通过理论讲解和实践案例分析，学习者将了解机器人设计的基本原理和方法，并学会将其应用于实际机器人项目中。
课程共分为：基础篇以机械结构中常见机构为仿真示例，其中包含了平面四杆机构、凸轮机构、滑轮组、带传动、齿轮传动等，讲解了Adams/View的操作技巧和实战运用。
学员可：1、掌握Adams/View仿真基本流程。
2、掌握机械结构中常见机构的工作原理。
3、熟练Adams/View在机械系统仿真时常用模块及功能。
4、掌握在Adams中建立柔性体的流程。
5、熟悉Adams和MATLAB机电联合仿真技巧。
强化篇结合串联机器人、并联机器人、特种机器人及机器人控制系统的相关理论知识，运用MATLAB及Adams软件的编程和动力学仿真的强大功能，快速入门机器人领域。
学员可：１、熟悉机器人相关理论知识；２、掌握机器人基础性分析流程３、掌握MATLAB和Adams软件联合验证仿真以串联机器人作为机器人领域的入门，本小节主要以串联机器人的运动学建模、雅可比矩阵及奇异性分析、工作空间分析、轨迹规划及动力学分析为核心内容，通过理论建模，MATLAB编程计算，Adams仿真求解验证的方式，帮助各位学员更加深入理解机器人的基础理论知识。
以并联机器人中两种常见机器人（Delta、Stewart）为主要研究对象，讲解了并联机器人的基础性理论知识和仿真流程，同时，对Stewart平台通过MATLAB编程的方式进行了结构优化，通过Adams的仿真验证了优化结果。
简介特种机器人的发展状况，以四足机器人为研究对象，对其进行了运动学分析和关节空间轨迹规划，在通过MATLAB和Adams联合仿真的方式实现了四足机器人的行走。
四足机器人Adams与Matlab联合仿真设置
Matlab与adams联合仿真设置1 模型设置 (2)2 运动副设置 (3)3 驱动与力设置 (4)4 检验设置是否正确 (7)5 Adams中与Matlab联合仿真的设置 (8)6 Matlab中与Adams联合仿真的设置 (12)7 联合仿真结果显示 (14)1 模型设置在soildworks建好四足整体模型，开始时做一个简化版的模型就可以了，另存为.x_t格式。
打开adams,点击文件->导入,在文件类型中选择“Parasoild”,双击“读取文件”空白处，打开选取文件界面，找到保存的四足模型，选择。
在模型名称的空白栏处右击，选择模型->创建，命名为“ghost”。
点击确定（图1.1）。
读取的文件目录中不要出现中文，否则会出现错误。
（图1.1）（图1.2）导入后的模型显示如图1.2。
点击界面右下角的球形图标，将模型转化为实体。
（图1.3。
倒数第四个）点击界面左上的设置->单位，将长度量纲改为毫米。
点击设置->重力，将重力设置为Y轴方向-9806.65。
点击界面左侧框图浏览->物体的左侧加号，出现模型各个部件的名称（图1.4）。
由于将模型从soildworks导入adams中时会损失质量信息，接下来将设置每个部件的质量。
双击某一部件，弹出设置界面（图1.5），在“定义质量方式”中选择“几何形状和密度”，随后设置密度。
由于实际中四足的腿的质量很小，大部分质量都集中在身体的铝架上，所以将腿部结构的的密度设为(200.0(kg/meter**3))，将身体部分的密度设为(1200.0(kg/meter**3))（图1.5）（图1.4）逐个双击部件设置密度信息。
完成后可在某个部件上右击，选择信息，查看该部件的信息（图1.6）。
（图1.6）统计质量信息如下：小腿长：0.0435kg*4 、小腿短：0.0252kg*4、大腿0.0132kg*8身体：5.79kg.总质量：6.18kg。
adams_仿真应用实验
上机实验五仿真综合应用实验1、实验目的熟悉和掌握应用ADAMS对工程机械系统进行仿真综合分析及设计的方法、过程及步骤。
2、上机内容和步骤一）起重机的建模和仿真，如下图所示。
1）启动ADAMS1. 运行ADAMS，选择create a new model;2. modal name 中命名为lift_mecha;3. 确认gravity 文本框中是earth normal (-global Y)，units文本框中是MKS；ok4. 选择setting——working grid，在打开的参数设置中，设置size在X和Y方向均为20 m，spacing在X和Y方向均为1m；ok5. 通过缩放按钮，使窗口显示所有栅格，单击F4打开坐标窗口。
2）建模1. 查看左下角的坐标系为XY平面2. 选择setting——icons下的new size图标单位为13. 在工具图标中，选择实体建模按钮中的box按钮4. 设置实体参数；On groundLength :12Height:4Depth:85. 鼠标点击屏幕上中心坐标处，建立基座部分6. 继续box建立Mount座架部件，设置参数：New partLength :3Height:3Depth: 3.5设置完毕，在基座右上角建立座架Mount部件7. 左键点击立体视角按钮，查看模型，座架Mount不在基座中间，调整座架到基座中间部位：①右键选择主工具箱中的position按钮图标中的move按钮②设置完毕，选择座架实体，移动方向箭头按Z轴方向，Distance项中输入2.25m，完成座架的移动右键选择座架，在快捷菜单中选择rename，命名为Mount8. 选择setting—working grid 打开栅格设置对话框，在set location中，选择pick选择Mount.cm座架质心，并选择X轴和Y轴方向，选择完毕，栅格位于座架中心选择主工具箱中的视角按钮，观察视图将spacing—working grid ，设置spacing中X和Y均为0.510. 选择圆柱实体绘图按钮，设置参数：New partLength:10mRadius:1m选择座架的中心点，点击左侧确定轴肩方向，建立轴肩，单击三维视图按钮，观察视图11. 继续圆柱工具，绘制悬臂①设置参数：New partLength: 13mRadius: 0.5m②选择Mount.cm作为创建点，方向同轴肩，建立悬臂③右键选择新建的悬臂，在快捷菜单中选择part_4——Rename，命名为boom④选择悬臂，移动方向沿X轴负向，实现悬臂的向左移动：1）右键选择工具箱中的position按钮中的move按钮2）在打开的参数对话框中，选择vector，distance中输入2m，点击悬臂，实现移动⑤右键点击实体建模按钮，在弹出的下一级菜单中选择导圆角工具，设置圆角半径为1.5m⑥左键选择座架上侧的两条边，点击右键，完成倒角12. 选择box按钮图标，创建铲斗①设置参数：New partLength : 4.5Height: 3.0Depth: 4.0②选择悬臂左侧中心点，命名为bucket，建立铲斗③右键选择position按钮下一级按钮move按钮④在打开的参数对话框中，选择vector，distance中输入2.25m，选择铲斗，移动方向沿全部坐标系X轴负方向，实现铲斗的横向移动⑤在主工具箱中，选择三维视图按钮，察看铲斗⑥继续选择move按钮，设置参数中选择vector，distance中输入2.0m，选择铲斗，移动方向沿全部坐标系Z轴负方向，实现铲斗的纵向移动⑦移动完毕，选择主工具箱中的渲染按钮render，察看三维实体效果，再次选择render 按钮，实体图则以线框显示⑧右键点击实体建模按钮，再弹出的下一级按钮中选择倒角工具，在打开的参数设置对话框中，设置倒角Width为1.5m，⑨选择铲斗下侧的两条边，完毕单击右键，完成倒角⑩右键选择实体建模工具按钮，再下一级按钮中选择Hollow按钮，在打开的参数设置对话框中设置参数Thickness为0.25m选择铲斗为挖空对象，铲斗上平面为工作平面，完毕点击右键挖空铲斗3）添加约束，根据图示关系，添加链接①在主工具箱中，选择转动副，下方的参数设置对话框中，设置参数2 bod——1 loc 和pick feature②选择基座和座架，然后选择座架中心Mount.cm，旋转轴沿y轴正向，建立座架与基座的转动副③继续用转动副按钮，建立轴肩与座架间的转动副，设置参数为2 bod——1 loc和Normal to grid，选择轴肩和座架，再选择座架中心点，建立转动副④继续用转动副按钮，建立铲斗与悬臂间的转动副，设置参数为2 bod——1 loc和Normal to grid，选择铲斗与悬臂，再选择铲斗下侧中心点，建立转动副⑤选择主工具箱中的平动副，设置参数2 bod——1 loc和pick feature，选择悬臂与轴肩，再选择悬臂中心标记点，移动方向沿X轴正方向，建立悬臂和轴肩间的平动副⑥右键点击窗口右下角的Information 信息按钮，选择约束按钮，观察是否按要求施加约束，关闭信息窗口⑦检查完毕，选择仿真按钮，对系统进行仿真，观察系统在重力作用下的运动4）添加运动①选择主工具箱中的旋转运动按钮，右键点击座架中心标记点，在弹出的选择窗口中，选择JOINT_mount_ground,给座驾与基座的转动副添加转动运动②选择俯视图按钮，观察旋转运动副的箭头图标③右键点击该运动，在弹出的快捷菜单中选择motion_mount_ground——modify在修改对话框中，修改function项为360d*time④重复上述动作，在轴肩和座架之间建立旋转运动Motion_shoulder_ground,⑤右键点击该运动，在弹出的快捷菜单中选择motion_shoulder_ground——modify在修改对话框中，修改function项为-STEP(time,0,0,0.10,30d)⑥重复上述动作，在铲斗和悬臂之间建立旋转运动Motion_bucket_boom⑦设置运动函数为45d*（1-cos（360d*time））⑧右键点击主工具箱中旋转运动按钮，选择下一级平行运动按钮，点击悬臂中心平动副，在悬臂和座架间建立平行运动⑨设置平行运动函数为STEP（time，0.8，0，1，5）⑩选择主工具箱中的仿真按钮，设置仿真参数END Time：1；Steps：100，进行仿真115）测量和后处理① 鼠标右键点击铲斗，打开右键快捷键，选择测量measure② 系统打开参数设置对话框，将Characteristic 设置为CM Point ，Component 设置为Y,测量Y 向位移。
adams机械系统动力学仿真实例
adams机械系统动力学仿真实例
在ADAMS中进行机械系统动力学仿真的步骤如下：
1. 建立模型：首先，需要在三维建模软件（如SolidWorks、Proe等）中建立好机器人或机械系统的三维模型。
然后，将模型另存为x_t格式，并导入ADAMS软件中。
在导入之前，可以对模型进行适当简化，去掉不重要的特征或零部件。
2. 添加运动副约束：根据机械系统的关节进行设置，在基座与地面之间添加固定约束；其余各关节依据实际情况添加转动关节或移动关节。
例如，移动副、球副、十字铰链（可视为两个转动副）等。
3. 检验样机模型：利用检验样机工具，显示样机内所有信息，观察零件、约束、载荷及运动参数的正确与否。
4. 定义初始条件和施加载荷：根据需要定义初始条件，如速度、加速度等。
同时，对模型施加适当的载荷，如重力、外部力等。
5. 进行仿真分析：设置仿真时间、步长等参数，运行仿真。
ADAMS会自动计算出系统的动力学响应，如位移、速度、加速度、力等。
6. 结果后处理：在仿真结束后，可以通过ADAMS的后处理模块查看仿真结果。
可以生成动画、绘制曲线、进行数据统计等。
通过以上步骤，就可以在ADAMS中进行机械系统动力学仿真了。
需要注意的是，具体的步骤可能会根据不同的机械系统和仿真需求有所不同。
因此，在进行仿真时，需要根据实际情况进行调整和修改。
ADAMS虚拟实验
ADAMS虚拟实验ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)是Mechanical Dynamics Inc．开发的一个多体动力学软件，在机械领域得到广泛应用（其中汽车行业使用率为43%）。
针对汽车工业，MDI和大型汽车制造企业联合开发了ADAMS/CAR、ADAMS/DRIVER等专用模块，大大方便了车辆零部件、总成以及整车的建模和仿真工作，并提高了仿真计算精度。
i.ADAMS的主要功能ADAMS可以对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。
ADAMS软件的仿真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。
ADAMS/FLEX将多体动力学建模方法与大位移、非线性分析求解功能相结合，并且提供与其它CAE软件，如有限元分析软件ANSYS等的集成接口，可以方便的考虑零部件的弹性特性，建立多体动力学模型。
用ADAMS/Car，车辆工程师们可以将设计好的车辆置于不同的路况条件下进行相同的测试，且仅用比原来在真实的实验室或者试验场地上测试少得多的时间。
ii.ADAMS的主要特点以下是对在进行车辆建模和分析时最有可能用到的功能、模块的简单介绍。
ADAMS软件提供了四种用于动力学仿真的轮胎模型，即Fiala模型，UA模型，Smithers模型，用户自定义模型。
轮胎侧偏特性、垂直特性、外倾特性等参数可通过平板式轮胎静力学试验台测定。
ADAMS/Flex提供ADAMS与有限元软件之间的双向数据交换接口，利用它与ANSYS、MSC/NASTRAN、ABAQUS、I-DEAS等软件的接口，可以方便的考虑零部件的弹性特性，建立多体动力学模型，以提高系统的仿真精度。
ADAMS/Controls可以通过简单的继电器、逻辑与非门、阻尼线圈等建立简单的控制机构，或者利用在通用控制系统软件（如：MATLAB、MATRIX、EASY5）中建立的控制系统框图，建立包括控制系统、液压系统、气动系统和运动机械系统的仿真模型。
基于Matlab与Adams软件的机器人虚拟仿真教学实验设计
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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。
基于Adams动态仿真的康复机器人虚拟PPT学习教案
1、康复机器人的虚拟化
康复机器人的虚拟化指的是通过三维造型软件以及动力仿真软件 来 建立系统模型并对系统各项动态性能指标进行分析，改进样机设计方案， 可以大大简化机械设计过程，减少成本，缩短设备的研发时间。
在本次实验中，主要采用了Solidwork进行系统建模，然后导入Adams 进行运动学和动力学分析的方法。
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1978年 澳大利亚机构学教授Hunt 提出可以将并联机构作为机器 人机构；从此，并联机器人的研制和开发工作就开始了，经过数十 年的探索，并联机器人的研究已经从基础理论过渡到了实践之中， 在机械业、航空业、矿山开采中的应用尤其广泛。
2、并联机器人的特点
并联 机 器 人的基本特征是安装工具的动平台由多个支路联结到
（1）将用三维制图软件（Solidwork）装配好的六自由度动 感平台以parasolid格式（.xmt_txt）导入Adams/view模块。
•
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（2） 根据样机的运动特性以及性能要求，对装配体各部件 进行材料设置，并对连接的部件之间添加约束。 （3） 进行仿真前的最后检查：检查默认单位系统、重力设 置、调整坐标系、设置工作栅格等。 （4） 对装配体进行简单仿真，确定装配体各部件之间没有 相互干涉。 （5） 对各部件施加运动副或者力、力矩等，对装配体 进 行仿真，观察仿真结果，并与实验数据相比，对施加的驱动 进行优化设置，使其达到预期的实验效果。
反向
170 169
0 33.4度 25.68度 93.42度
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三、结论
通过运用虚拟样机技术，完成了对六自由度康 复机器人机构的运动分析。由以上分析可以得到上 平台达到六自由度上最大极限位置过程中六个汽缸 的行程曲线，从而可以对汽缸进行控制以达到对上 平台预期的位置控制。虚拟样机的应用，简化了机 械设计过程，减少了实验成本，缩短了设备的研发 时间。
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一.ADAMS软件简介虚拟样机仿真分析软件ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是对机械系统的运动学与动力学进行仿真的商用软件，由美国MDI （Mechnical Dynamics Inc.）开发，在经历了12个版本后，被美国MSC公司收购。
ADAMS集建模、计算和后处理于一体，ADAMS有许多个模块组成，基本模块是View模块和Postprocess模块，通常的机械系统都可以用这两个模块来完成，另外在ADAMS中还针对专业领域而单独开发的一些专用模块和嵌入模块，例如专业模块包括汽车模块ADAMS/Car、发动机模块ADAMS/Engine、火车模块ADAMS/Rail、飞机模块ADAMS/Aircraft等；嵌入模块如振动模块ADAMS/Vibration、耐久性模块ADAMS/Durability、液压模块ADAMS/Hydraulic、控制模块ADAMS/Control和柔性体模块ADAMS/AutoFlex等[3]。
1.1ADAMS软件概述ADAMS是以计算多体系统动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件，利用它可以建立复杂机械系统的运动学和动力学模型，其模型可以是刚体的，也可以是柔性体，以及刚柔混合体模型。
如果在产品的概念设计阶段就采取ADAMS 进行辅助分析，就可以在建造真实的物理样机之前，对产品进行各种性能测试，达到缩短开发周期、降低开发成本的目的。
ADAMS，即机械系统动力学自动分析（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）该软件是美国MDI公司（Mechnical Dynamics Inc.）开发的虚拟样机分析软件。
目前，ADAMS已经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。
根据1999年机械系统动态分析软件国际市场份额的统计资料，ADAMS 软件销售总额近八千万美元、占据了51%的份额。
ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。
ADAMS软件的仿真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。
ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。
另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。
ADAMS软件有两种操作系统的版本：UNIX版和Windows NT/2000版。
1.2用户界面模块（ADAMS/View）ADAMS/View是ADAMS系列产品的核心模块之一，采用以用户为中心的交互式图形环境，将图标操作，菜单操作，鼠标点击操作与交互式图形建模，仿真计算，动画显示，优化设计，X-Y曲线图处理，结果分析和数据打印等功能集成在一起。
ADAMS/View采用简单的分层方式完成建模工作。
采用Parasolid内核进行实体建模，并提供了丰富的零件几何图形库，约束库和力/力矩库，并且支持布尔运算，支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函数。
除此之外，还提供了丰富的位移函数，速度函数，加速度函数，接触函数，样条函数，力/力矩函数，合力/力矩函数，数据元函数，若干用户子程序函数以及常量和变量等[3]。
自9.0版后，ADAMS/View采用用户熟悉的Motif界面（UNIX系统）和Windows界面（NT系统），从而大大提高了快速建模能力。
在ADAMS/View中，用户利用TABLE EDITOR，可像用EXCEL一样方便地编辑模型数据，同时还提供了PLOT BROWSER和FUNCTION BUILDER工具包。
DS（设计研究），DOE （实验设计）及OPTIMIZE（优化）功能可使用户方便地进行优化工作。
ADAMS/View有自己的高级编程语言，支持命令行输入命令和C++语言，有丰富的宏命令以及快捷方便的图标，菜单和对话框创建和修改工具包，而且具有在线帮助功能。
ADAMS/View模块界面如图1.1所示。
图1.1 ADAMS/View界面ADAMS/View新版采用了改进的动画/曲线图窗口，能够在同一窗口内可以同步显示模型的动画和曲线图；具有丰富的二维碰撞副，用户可以对具有摩擦的点-曲线，圆-曲线，平面-曲线，以及曲线-曲线，实体-实体等碰撞副自动定义接触力；具有实用的Parasolid输入/输出功能，可以输入CAD中生成的Parasolid 文件，也可以把单个构件，或整个模型，或在某一指定的仿真时刻的模型输出到一个Parasolid文件中；具有新型数据库图形显示功能，能够在同一图形窗口内显示模型的拓扑结构，选择某一构件或约束（运动副或力）后显示与此项相关的全部数据；具有快速绘图功能，绘图速度是原版本的20倍以上；采用合理的数据库导向器，可以在一次作业中利用一个名称过滤器修改同一名称中多个对象的属性，便于修改某一个数据库对象的名称及其说明内容；具有精确的几何定位功能，可以在创建模型的过程中输入对象的坐标，精确地控制对象的位置；多种平台上采用统一的用户界面，提供合理的软件文档；支持Windows NT平台的快速图形加速卡，确保ADAMS/View的用户可以利用高性能OpenGL图形卡来提高软件的性能；命令行可以自动记录各种操作命令，进行自动检查。
1.3求解器模块（ADAMS/Solver）ADAMS/Solver是ADAMS系列产品的核心模块之一，是ADAMS产品系列中处于心脏地位的仿真器。
该软件自动形成机械系统模型的动力学方程，提供静力学，运动学和动力学的解算结果。
ADAMS/Solver有各种建模和求解选项，以便精确有效地解决各种工程应用问题。
ADAMS/Solver可以对刚体和弹性体进行仿真研究。
为了进行有限元分析和控制系统研究，用户除要求软件输出位移，速度，加速度和力外，还可要求模块输出用户自己定义的数据。
用户可以通过运动副，运动激励，高副接触，用户定义的子程序等添加不同的约束。
用户同时可求解运动副之间的作用力和反作用力，或施加单点外力。
ADAMS/Solver新版中对校正功能进行了改进，使得积分器能够根据模型的复杂程度自动调整参数，仿真计算速度提高了30%；采用新的S12型积分器（Stabilized Index 2 intergrator），能够同时求解运动方程组的位移和速度，显著增强积分器的鲁棒性，提高复杂系统的解算速度；采用适用于柔性单元（梁，衬套，力场，弹簧-阻尼器）的新算法，可提高S12型积分器的求解精度和鲁棒性；可以将样条数据存储成独立文件使之管理更加方便，并且spline语句适用于各种样条数据文件，样条数据文件子程序还支持用户定义的数据格式；具有丰富的约束摩擦特性功能，在Translational，Revolute，Hooks，Cylindrical，Spherical，Universal等约束中可定义各种摩擦特性。
1.4后处理模块（ADAMS/PostProcessor）MDI公司开发的后处理模块ADAMS/Postprocessor，用来处理仿真结果数据，显示仿真动画等。
既可以在ADAMS/View环境中运行，也可脱离该环境独立运行。
后处理的操作界面如图1.2所示。
ADAMS/PostProcessor的主要特点是:采用快速高质量的动画显示，便于从可视化角度深入理解设计方案的有效性；使用树状搜索结构，层次清晰，并可快速检索对象；具有丰富的数据作图，数据处理及文件输出功能；具有灵活多变的窗口风格，支持多窗口画面分割显示及多页面存储；多视窗动画与曲线结果同步显示，并可录制成电影文件；具有完备的曲线数据统计功能:如均值，均方根，极值，斜率等；具有丰富的数据处理功能，能够进行曲线的代数运算反向，偏置，缩放，图1.2 ADAMS/PostProcessor界面编辑和生成Bode图等；为光滑消隐的柔体动画提供了更优的内存管理模式；强化了曲线编辑工具栏功能；能支持模态形状动画，模态形状动画可记录的标准图形文件格式有:*.gif，*.jpg，*.bmp，*.xpm，*.avi 等；在日期，分析名称，页数等方面增加了图表动画功能；可进行几何属性的细节的动态演示。
ADAMS/PostProcessor的主要功能是为观察模型的运动提供了所需的环境，用户可以向前，向后播放动画，随时中断播放动画，而且可以选择最佳观察视角，从而使用户更容易地完成模型排错任务；为了验证ADAMS仿真分析结果数据的有效性，可以输入测试数据，并测试数据与仿真结果数据进行绘图比较，还可对数据结果进行数学运算，对输出进行统计分析；用户可以对多个模拟结果进行图解比较，选择合理的设计方案；可以帮助用户再现ADAMS中的仿真分析结果数据，以提高设计报告的质量；可以改变图表的形式，也可以添加标题和注释；可以载入实体动画，从而加强仿真分析结果数据的表达效果；还可以实现在播放三维动画的同时，显示曲线的数据位置，从而可以观察运动与参数变化的对应关系。
1.5控制模块（ADAMS/Controls）ADAMS/Controls是ADAMS软件包中的一个集成可选模块。
在ADAMS/Controls中，设计师既可以通过简单的继电器，逻辑与非门，阻尼线圈等建立简单的控制机构，也可利用通用控制系统软件（如MATLAB，MATRIX，EASY5）建立的控制系统框图，建立包括控制系统，液压系统，气动系统和运动机械系统的仿真模型。
在仿真计算过程中，ADAMS采取两种工作方式:其一，机械系统采用ADAMS解算器，控制系统采用控制软件解算器，二者之间通过状态方程进行联系；其二，利用控制软件书写描述控制系统的控制框图，然后将控制框图提交给ADAMS，应用ADAMS解算器进行包括控制系统在内的复杂机械系统虚拟样机的同步仿真计算。
这样的机械-控制系统的联合仿真分析过程可以用于许多领域，例如汽车自动防抱死系统（ABS），主动悬架，飞机起落架助动器，卫星姿态控制等。
联合仿真计算可以是线性的，也可以是非线性的。
使用ADAMS/Controls的前提是需要ADAMS与控制系统软件同时安装在相同的工作平台上。
二.典型机器人虚拟实验2.1串联机器人在ADAMS中用连杆模拟机械臂，对两自由度的机械臂分别进行运动学分析、动力学分析及机械臂的轨迹规划。