adams实例详解1.docx
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adams实例详解1.docx
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adams实例详解1
1四自由度机械手的总体方案
1.1机械手自由度的选择
机械手运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。
自由度是机械手设计的关键参数。
自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。
在考虑机械手用途、成本及技术难度等问题后,本论文选择机械手的自由度为4个,末端执行器(夹持器)可以自由开合,能够完成物体的抓、移、放动作。
机械手的原理如图1所示。
1.2机械手机械系统的整体设计
本论文设计的四自由度机械手由底座、一号电机齿轮、左右支梁、中心直齿轮、第一臂右板、夹持器活动节、夹持器固定节、四号电机、三号电机、二号电机、一号电机和转动底座组成,机械手整体结构如图2所示。
2三维造型
2.1三维设计软件proe简介
proe是美国PTC公司旗下的产品Pro/Engineer软件的简称。
Pro/E(Pro/Engineer操作软件)是美国参数技术公司(ParametricTechnologyCorporation,简称PTC)的重要产品。
是一款集CAD/CAM/CAE功能一体化的综合性三维软件,在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广,是现今最成功的CAD/CAM软件之一。
2.2机械手关键零部件设计
机械手的关键零部件是齿轮传动设计,根据机械手的要求,设计的齿轮参数如下:
(1)传动比为i=3:
1;
(2)两齿轮模数为m=2.0;
(3)压力角为β=20;
(4)中心距选择α=167mm。
大齿轮设计:
大齿轮分度圆直径D1=mZ=α×3/4=167×3/4=125mm,近似取120mm;齿数Z1=120/2=60个;齿高计算h=ha+hf=(2ha*+c*)m=5.0mm;取齿轮厚度20.0mm。
设计的中心大齿轮如图3所示。
小齿轮设计:
分度圆直径D2=1/3D1=41.3mm,近似取40mm;齿数Z2=1/3Z1=20个,设计的小齿轮如图4所示。
2.3机械手其它零部件设计
底座三维图
机械手三维图如下图:
机械手手臂三维图
液压马达三维图
总装配图
由于把模型导入到adams中进行仿真时,过多的零件会使问题复杂化,于是在装配时,尽量的减少不必要的零件的装配,像销钉、导柱,电机和轴等,都省略了。
3Adams仿真模型
启动adams界面:
在用proe装配完成,要把装配体存为x_t格式,再导入导adams之前,把名字改为.xmt_txt格式。
倒入模型并定义质量:
添加驱动和约束:
下面是各个驱动的力或是力矩的测量:
机械手转动力矩:
机械手小臂的转动力矩:
底座的转动力矩:
底座的小齿轮转动力矩:
夹持件即机械夹手的空间轨迹如下图:
由此可以看到,路线并不是圆滑的曲线,说明在机械手运动时会有震动,想消除震动可以定义变量,进行优化。
下面是关键驱动的函数:
夹持件的运动函数:
step(time,0,0,2,step(time,2,0,3,step(time,3,45d,4,step(time,4,45d,5,step(time,5,0,10,step(time,10,0,11,step(time,11,45d,12,0)))))))
手腕转动函数:
step(time,0,0,1,step(time,1,0,2,step(time,2,90d,12,step(time,12,90d,13,0))))
液压马达的驱动函数;
step(time,0,0,3,step(time,3,0,4,step(time,4,15,6,step(time,6,15,9,step(time,9,0,10,step(time,10,20,11,step(time,11,20,12,0)))))))
第二臂即小臂的驱动函数:
step(time,0,0,5,step(time,5,0,6,step(time,6,-45d,8,step(time,8,-45d,9,0))))
大臂的驱动函数:
step(time,0,0,1,step(time,1,90d,12,step(time,12,90d,13,0)))
底座的驱动函数:
step(time,0,0,7,step(time,7,0,8,step(time,8,180d,12,step(time,12,180d,13,0))))。
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