基于MATLAB及ADAMS的Delta机器人运动学和动力学仿真研究.pdf

简介：
本文利用MATLAB与ADAMS软件，对Delta机器人的运动学和动力学特性进行了深入分析与仿真研究，为优化其设计提供了理论依据。 Delta机器人属于并联机器人的范畴，在设计上与传统的串联机器人相比具有结构简单、紧凑以及运动速度快、构件惯性小等特点。由于其高刚度、大承载能力、高精度及末端件惯性小等特性，它在机器人研究中备受关注。特别是在食品、药品和电子行业的包装生产线上，大量重复性的任务通常由人工完成，工作效率低下且可能污染产品。因此，开发高效、精准的工业机械手来替代人工操作显得尤为重要。 本段落利用SolidWorks软件建立了Delta机器人的三维模型，并装配得到完整的三维结构设计。该机器人主要由静平台、动平台、主动臂和从动臂组成。其中，静平台与每个主动臂通过转动副相连，而主动臂和从动臂以及从动臂和动平台则通过球铰连接。三条运动支链均匀分布在静平台上，每条支链包含一个主动臂及由四个球铰组成的闭环平行四边形结构的从动臂。这种设计确保了静平台与动平台之间的相对平行移动，并消除了动平台的转动自由度，保留三个平移自由度。 为了优化Delta机器人的运动特性，本段落采用了修正梯形曲线的方法进行关节空间中的轨迹规划，并通过MATLAB和ADAMS软件进行了联合仿真分析。该方法有助于验证机器人运行时的平稳性和优良性能。仿真实验表明，在X、Y方向上的相对误差分别降低了0.2% 和 0.4%，在Z方向上偏差减少了1.5毫米，这些结果与理论预期相符，为轨迹规划和优化控制提供了重要的依据。 仿真过程首先利用SolidWorks软件建立三维模型，并使用修正梯形曲线进行路径设计。为了验证该方法的有效性，在MATLAB及ADAMS中进行了详细的分析。这两种工具分别适用于算法开发、数据可视化等领域以及机械系统的设计与评估工作，联合运用可以实现对复杂系统的精确模拟。 通过上述仿真研究，研究人员能够全面地评价Delta机器人的运动学和动力学性能，并识别潜在的问题如精度不足或运行不稳定等现象。合理规划路径不仅有助于提升机器人操作的平稳性，还能减少冲击及振动的影响，从而提高其稳定性和可靠性，在实际应用中具有重要意义。 综上所述，本段落提出的基于MATLAB与ADAMS联合仿真的分析方法为Delta机器人的轨迹优化控制提供了新的研究思路和实践手段。该技术能够有效改善机械手的工作路径规划效率，并提升运行精度，最终实现对机器人整体性能的改进。