基座自由度、大臂擺動自由度、小臂擺動自由度、腕部Y軸擺動自由度、腕部Z軸擺動自由度及其腕部末端X軸旋轉自由度

其導入過程為：

（1） 機器人三維模型總體有6個部分。打開機器人的SolidWork三維模型，依次另存為6個“Parasolid(x_t)”類型的文件。

（2） 打開ADAMS/View，將保存好的“Parasolid(x_t)”類型的文件依次導入，如圖5-11所示為“部件”打開，其目的是保證每個部件內的零件都相對固定為一個整體。

導入后的ADAMS模型如圖5-12。

圖5-11 導入ADAMS的部件選擇

圖5-12 導入ADAMS的樣機模型

5.4 機器人運動學仿真

5.4.1 軌跡規劃

軌跡規劃即為求解機器人運動學逆解的過程。將機器人模型導入ADAMS后，首先是為機器人添加材料，本機器人結構為鋁合金。添加轉動副，各個轉動副從基座到手腕末端依次命名為JOINT_1、JOINT_2、JOINT_3、JOINT_4、JOINT_5和JOINT_6，在基座與大地（ground）間添加固定副。仿真模型如圖5-13所示。

在本機器人的手腕末端添加一般點驅動，如圖，定義末端軌跡為一條在XY平面的螺旋線。末端端點三個坐標分量X、Y、Z隨時間變化的函數為：

TraX：disp( time ) = 100*time*cos( PI*time )；

TraY：disp( time ) = 100*time*sin( PI*time )；

TraZ：disp( time ) = 0*time；

RotX：disp( time ) = 0*time；

RotY：disp( time ) = 0*time；

RotZ：disp( time ) = 0*time；

仿真的時間需要設置為2000毫秒，仿真步數要設為500，利用仿真的軌跡跟蹤功能繪制出如圖5-14所示運動軌跡。打開軟件的后處理模塊可觀察到關節角的變化曲線如圖5-15，即完成了本機器人的運動學反解，通過圖中可以看出本機器人的腕轉關節和腕擺關節有較大的抖動，而其他各關節運動曲線較平滑，總體來看機器人的運動比較平穩。

圖5-13 機器人ADAMS運動學仿真模型

圖5-14 機器人末端軌跡規劃

5.4.2 各關節角位移變化圖

（a）J1變化曲線

（b）J2變化曲線

（c）J3變化曲線

（d）J4變化曲線

（e）J5變化曲線

（f）J6變化曲線

圖5-15 關節角位移圖

5.4.3 正運動學仿真

完成機器人的運動學逆解后需要對求出的各個關節的角度再進行仿真驗證。打開后處理模塊中的各關節角度曲線，利用Spline樣條函數采樣工具對各曲線采集樣點數據，并將采集的樣點數據作為各關節驅動的輸入參數。

刪除掉前面在機器人手腕末端添加的一般點驅動，將圖中各曲線分別轉換為Spline曲線。在每個關節處選擇添加驅動，從基座到手腕末端將各個驅動命名為motion_1、motion_2、motion_3、motion_4、motion_5和motion_6，定義各個關節的運動驅動函數分別為：

motion_1：AKISPL（time , 0 , SPLINE_1 , 0）；

motion_2：AKISPL（time , 0 , SPLINE_2 , 0）；

motion_3：AKISPL（time , 0 , SPLINE_3 , 0）；

motion_4：AKISPL（time , 0 , SPLINE_4 , 0）；

motion_5：AKISPL（time , 0 , SPLINE_5 , 0）；

motion_6：AKISPL（time , 0 , SPLINE_6 , 0）；

再次選擇仿真，設置仿真的時間為2000毫秒，仿真的步數為500步，可觀察到機器人在各個關節的驅動下繪制出了其手腕末端的軌跡，并且該運動軌跡與前面添加一般點驅動后的運動學逆解的末端運動軌跡即圖5-15所示軌跡基本一樣，采用ADAMS從已知的位姿變換再反求機器人關節角度的正確性得到了驗證。如圖5-16，從圖中可以看出機器人各關節能在樣條函數Spline的驅動下完成機器人的軌跡規劃。

圖5-16 機器人末端各方位位移變化圖

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