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Adina在机器人仿真中的应用

2012-11-12 20:40| 发布者: 陶醉| 查看: 971| 评论: 0

摘要: 图1 机器人(采用Solid、shell单元模拟)较轻质量块,其惯性效应很小  传统上,机器人动作仿真采用一种综合方法,也就是说要采用多体动力及运动分析软件。机器人部件材料的弹性效应往往不包括其中,是通过柔性体 ...

 


图1 机器人(采用Solid、shell单元模拟)较轻质量块,其惯性效应很小

  传统上,机器人动作仿真采用一种综合方法,也就是说要采用多体动力及运动分析软件。机器人部件材料的弹性效应往往不包括其中,是通过柔性体计算软件集成到前者内。

  在此,我们提供一些机器人分析的案例,这些案例完全使用一个软件-ADINA软件来完成。机器人的机械臂和抓爪用adina里面可用的大位移实体单元和壳单元模拟,接触条件也包括在模型中。

  采用ADINA,只需建立一个模型就可对整个机器人系统的刚性部件、柔性部件直接建模,经过计算可获得精确的应力结果。


图2 机器人(采用Solid、shell单元模拟)移动较重质量块,惯性效应明显

  此分析模型用到了一个ADINA新功能,使用新开发的对接单元(Alignment Element)模拟零件之间相对运动副,方便事先机器人工作过程中的各种有大平移和旋转运动。通过施加或控制对接单元的转动方向(空间角度),最终实现机器人复杂动作的模拟。

  上面的动画展示了一个使用壳单元、实体单元组合而成的机械臂、机器抓爪装配模型。模型中还使用了动力学计算条件、Bathe时间积分算法等。


图3 机器人装配体的分解图


图4 每一个连接处定义了刚性连接约束和对接单元

  此外,ADINA的大位移梁单元算法也完全胜任机器人运动分析。使用梁单元模型可以快速建立样机模型。原因就是梁模型更容易建立,运行成本低。下面展示一个使用梁单元建立的机器人的模型动画。


图5 机器人(采用Beam单元模拟)移动较重质量块,惯性效应明显

  很明显,ADINA 8.9版本中新的对接单元(Alignment Element)功能非常强大并为工程和科学更多有趣的模拟提供了可能性。模拟带有真实物理刚度或柔性的机器人仅仅是应用领域之一。


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