基于ADAMS的重载复合搬运机器人动力学仿真分析

杨前明，阮益，张君

（山东科技大学机械电子工程学院，山东 青岛 266590）

0 引言

工业机器人是典型的多输入多输出的动力学系统，拥有多个关节自由度，各关节运动之间存在错综复杂的耦合作用[1]。由于机器人结构和运动的复杂性，以及成本较高的特点，采用ADAMS软件研究机器人结构与运动特性是常用的基本分析手段。文献资料研究表明，机器人动力学研究可以解决工业机器人系统的控制问题，实现预期轨迹运动和动态性能，同时为工业机器人的最优化设计提供有力的证据[2]。文献[3]利用 ADAMS 软件中的参数化建模和分析功能，以底座最小力矩为优化目标，对码垛机器人的杆长进行参数化设计，结果表明多次优化设计可以获得底座力矩的最优解。文献[4]结合Pro/E和ADAMS中对四自由度搬运机器人工作过程进行动态仿真，分析了4种机器人的运动特性，为进一步研究搬运机器人的运动学和动力学问题以及关节机器人的本体和控制器设计提供了基础。

纺织车间棉筒更换作业复合机器人[5]采用多组平行四边形结构，具有比例放大和保持平衡特性。利用Solidworks软件建立机器人的三维模型，通过ADAMS软件对机器人虚拟样机进行了仿真分析，评估和检测了机器人结构合理性和动力学特性。

1 复合机器人结构

1.1 复合机器人组成与作业特征

重载搬运复合机器人主要由四轴搬运机器人和AGV小车组成，AGV小车负责工位切换和棉桶背负，搬运机器人负责棉桶搬运和更换，两者协调工作。……