【正文】 將文件導入到 ADAMS 中 導入之后的文件如圖 5． 6所示： 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 19 圖 4 2 6 自由度機器人的虛擬樣機模型 接下來對模型和仿真環(huán)境進行一些必要的處理和修改： (1)設置重力： 選擇設置菜單中的重力 Grivity，單擊這一選項，把重力設置成正確的方向。 (2)修改剛體質(zhì)量屬性： 在圖形界面直接選擇要修改材料的部件，單擊右鍵彈出菜單，選擇 Modi～，然后在彈出的構件特性對話框巾選擇 GeometryandDensity選項。此時程序要求輸入材料密度，ADAMS根據(jù)輸入的密度和構件兒何形狀，計算質(zhì)量和慣性矩?；蛘哌x擇 Userinput選項，自行輸入各關節(jié)剛體質(zhì)量特性參數(shù)，這里采用的是 Geometry and MaterialType，直接在ADAMS軟件的材料庫里選取材料，在整個 6自由度機器人中．除了型材部分為鋁質(zhì)的之外，其余部件的材料均為 45號剛，所以我們就根據(jù)這個來修改剛體的質(zhì)量屬性。 (3)簡化虛擬樣機模型 為了簡化虛擬樣機模型，我們將那些相互之間沒有運動，而材料屬性又一致的零部件用布爾和操作連接在 一起，這樣就大大簡化了模型。注意這一步驟和上一步驟不能倒過來，這樣雖然會減少一些工作量，但是會導致后期仿真的失敗。對于那畫 I 些相互之間沒有運動，材料屬性不一 樣的零部件，可以用固定副來連接。這樣處理之后，整個虛擬樣機大致分為了底盤、底座、大臂、小臂、擺動部件和旋轉(zhuǎn)部件六個部分。 (4)設置運動關系 接下來需要設置各個連桿之間的運動關系，其中底盤和大地固接，底座和底盤等其他各連桿之間均用旋轉(zhuǎn)副來連接，這樣處理之后的虛擬樣機模型如圖 。 陳卓：工業(yè)機器人三維設計與運動分析 20 圖 4 3 處理后機器人的虛擬樣機模型 ADAMS 環(huán)境下 6 自由度機器人的動力學仿真分析 對機器人的運動進行仿真后，可以用曲線的形式輸出仿真結果 。在 ADAMS/View中可以測量模型的任意參數(shù)，如：物體任意點的位移、速度、加速度等，約束副的相對位移、相對速度、相對加速度以及所受的力和力矩等。下面分別對工業(yè)機器人的末端點及中間點進行速度、加速度、位移進行曲線輸出。 設置時間為 5 秒 ,步數(shù)為 50 步，輸出圖形如圖 44 到 414 所示 : 末端點位移曲線： 圖 4 4 末端點在 X 方向上的位移曲線 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 21 圖 4 5 末端點在 Y 方向上的位移曲線 圖 4 6 末端點在 Z 方向上的位移曲線 末端點速度曲線： 圖 4 7 末端點在 X 方向上的速度曲線 陳卓：工業(yè)機器人三維設計與運動分析 22 圖 4 8 末端點在 X 方向上的速度曲線 圖 4 9 末端點在 X 方向上的速度曲線 末端點加速度曲線： 圖 4 10 末端點在 X 方向上的加速度曲線 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 23 圖 4 11 末端點在 Y 方向上的加速度曲線 圖 4 12 末端點在 Z 方向上的加速度曲線 中間點位移曲線： 圖 4 13 中間點在 X 方向上位移曲線 陳卓：工業(yè)機器人三維設計與運動分析 24 圖 4 14 中間點在 X 方向上位移曲線 圖 4 15 中間點在 X 方向上位移曲線 中間點速度曲線： 圖 4 16 中間點在 X 方向上速度曲線 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 25 圖 4 17 中間點在 Y 方向上速度曲線 圖 4 18 中間點在 Z 方向上速度曲線 中間點加速度曲線： 圖 4 19 中間點在 X 方向上加速度曲線 陳卓：工業(yè)機器人三維設計與運動分析 26 圖 4 20 中間點在 Y 方向上加速度曲線 圖 4 21 中間點在 Z 方向上加速度曲線 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 27 結論與展望 本文對一 臺 6 自由度關節(jié)教學機器人進行方案的創(chuàng)成、機械結構的設計，并對運動學和動力學問題進行了研究和理論計算，建立了該機器人的串聯(lián) 6 桿運動坐標體系，及其簡化結構的多剛體動力學模型，對上述模型進行了運動學和動力學分析 ，給出了該機器人系統(tǒng)的運動方程。 本文還對該機器人系統(tǒng)做了考慮重力因素的軌跡跟蹤仿真，即借助 CATIA 實體建模功能建立該 6 自由度機器人的三維真實幾何物理參數(shù)模型，通過 Pro/e 導入 ADAMS平臺，生成了動力學仿真虛擬模型，并在重力環(huán)境條件下，對模型進行了有一定程度的軌跡跟蹤仿真測試和試驗，取得了各關節(jié)參數(shù)系列的有價值試驗數(shù)據(jù)。 仿真試驗及其結果表明， ADAMS 系統(tǒng)以拉格朗日第一類方程為核心的動力學求解模塊及其快速算法具有對各類多剛體動力學問題的廣泛適應性，完全適合于對多自由度機器人系統(tǒng)進行運動學和動 力學仿真試驗研究，所取得的計算結果也是完備、正確和及時的，因此在很大程度上可以取代傳統(tǒng)的運動學和動力學理論分析方法對多自由度機器人系統(tǒng)進行運動學和動力學方面的研究。 通過一學期的設計分析，完成了對工業(yè)機器人的三維設計與運動分析，但其中仍有很多不足之處，一方面是自己的專業(yè)知識不夠扎實，在加上我對機器人以前沒有什么了解導致設計中存在錯誤和缺陷；另一方面，由于我對軟件知識的欠缺，導致我對所設計的工業(yè)機器人分析的還不夠全面。 在 21 世紀，計算機技術和網(wǎng)絡技術在企業(yè)的應用將更加深入，機械產(chǎn)品開發(fā)與計算機技術和網(wǎng)絡技術 的結合將更加緊密 ，既通過虛擬試驗和測試在產(chǎn)品開發(fā)階段就可以幫助設計者發(fā)現(xiàn)設計缺陷，并提出改進意見，所以我們要對現(xiàn)代研發(fā)技能提出了更高的要求。在我們學好專業(yè)基礎知識的同時，還要與時俱進，充分掌握時代發(fā)展的前沿技術，這樣才能不為社會淘汰，提高國家整體技術水平。 陳卓：工業(yè)機器人三維設計與運動分析 28 致 謝 在即將完成本科階段的學習之際，我要衷心的感謝所有曾經(jīng)關心過我，幫助過我，支持過我的老師和同學們！ 首先特別感謝我的導師王雷老師對我畢業(yè)設計的教導。在整個論文的完成過程中，包括論文的選題、研究的地點、進度的安排等各個方面，王老師都給了 我熱情耐心的幫助和悉心的教導。論文研究工作的完成，不僅是我的辛勞付出，同時也傾注了導師的心血與關懷。導師為人謙虛誠懇、做事嚴謹認真，這些將永遠鞭策我、激勵我前行。再次感謝王老師在學習和生活上給予我的指導和幫助！ 與此同時，我要感謝 感謝畢業(yè)設計中給予我們指導和幫助的王幼民老師和闞宏林老師。他們在課題報告、中期答辯期間給我們提出了真誠的建議，在我們平時的學習中也給與我們無私的幫助！ 此外，我還要特別感謝我的父母，因為這四年里，他門不僅無償?shù)慕o我提供生活上的資助和鼓勵，還給了我學習上的信心和鼓勵，促使我完成學業(yè)！ 最后我對所有關心我、支持我，幫助過我的老師、同學和朋友們一并送上我衷心的感謝和祝福！ 作者：陳卓 2022 年 6 月 8 日安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 29 參考文獻 [1] 吳振彪，王正家 .工業(yè)機器人 [M].武漢：華中科技大學出版社， 2022 [2] 周伯英 .工業(yè)機器人設計 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1995 [3] 李增剛 .ADAMS 入門詳解與實例 [M].北京： 國防工業(yè)出版社， 2022 [4] 鄭建榮 .ADMAS—虛擬樣機技術入門與提高 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2022 [5] 日本機器人學會 .機器人技術手冊 [M].北京：科學出版社， 2022. 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A technique to pute and transfer an estimation of the workspace to CAD tools is presented. Furthermore, tools to solve the forward kinematics of some special configuration under realtime requirements are explored. Simulation results show the feasibility of the presented algorithms. Key words: wire robot, workspace, forward kinematics. 1 Introduction Compared to other manipulators like industrial robots and Stewart–Gough platforms, parallel wire robots are able to achieve very high velocities and accelerations. Furthermore, large workspace and high payloads are possible due to the efficient force transmission through the wires. In the last decade, a lot of research has been carried out to study both, theory (see . [3, 4, 8]) and implementation [1, 5] of these robots. A new wire robotWiRo (Figure 1a) is currently being setup at the laboratories of Fraunhofer IPA. This new robot provides six degreesoffreedom with seven wires and focuses on industrial applications in the field of material handling as well as fast pickandplace applications. The aim of the demonstrator is to implement latest techniques in kinematics and control on industrial hardware capable of working in an automation environment. Among