ADAMS串联机器人仿真与轨迹规划详解

一、本文介绍

本文以六自由度工业机器人为例，介绍利用ADAMS软件进行串联机器人运动学仿真的具体步骤，实现机器人末端走出一条长方形轨迹。

二、具体步骤

2.1 机器人三维模型保存为x_t格式，导入ADAMS软件

首先将在三维建模软件（如SolidWorks、Proe等）中建立好的机器人三维模型，另存为x_t格式，并导入ADAMS软件。

提示：

1 模型导入前建议对模型进行适当简化，去掉螺纹孔、螺钉等不重要的特征或零部件；

2 导入时尽量选择全英文路径；

3 导入时建议勾选【Explode Assembly】，方便后续对模型进行整理。

2.2 进行关节设置

根据机器人关节进行设置，在机器人基座与groud之间添加固定约束；其余各关节依据机器人实际情况添加转动关节或移动关节。

本例中涉及一个移动关节和5个转动关节，设置如下：

提示：

1 关节设置完成后建议检查关节轴线设置是否正确；

2.3 添加运动规划

本例要实现机器人末端运行长方形轨迹，首先在机器人末端连杆与ground之间添加motion

这里选择General point motion

注意，在ADAMS中的motion和关节等运动关系，其实是两个坐标系间的相互运动，坐标系在ADAMS中被叫作MAKER，如本例中建立的连杆末端与groud之间的运动关系，实质是MAEKER_44和MARKER_45之间的相互运动

可以在相互运动的部件中找到相应的MARKER，查看其坐标轴方向

可以看到坐标轴方向为向上为+Z方向，向右为+Y方向，在此规划机器人完成如下所示长方形轨迹，计划轨迹长度长和宽均为200mm；

规划仿真时间为20s，具体运动规划如下：

【0~5s】机器人末端从起点开始，沿+Z方向移动200mm

【5~10s】机器人末端沿-Y方向移动200mm

【10~15s】机器人末端沿-Z方向移动200mm

【15~20s】机器人末端沿+Y方向移动200mm，回到起点

然后再本步骤建立的motion中进行具体设置，机器人末端仅有Y、Z方向的移动，其余四个自由度设置为0

采用step函数对Y和Z方向的运动进行实现

可以点击下方Plot按钮，查看函数曲线是否正确

Z方向函数为

STEP( time , 0 , 0 , 5 , 200 )+STEP( time , 10 , 0 , 15 , -200 )

Y方向函数为

STEP( time , 5 , 0 , 10 , -200 )+STEP( time , 15 , 0 , 20 , 200 )

2.4 运行仿真

设置仿真时间为20s，仿真步数为1000步，仿真类型选择kinematic

至此，已实现了机器人末端运行长方形轨迹。

提示：第一次仿真时不会显示长方形的轨迹线，需要在仿真完成后，选择results栏的trace按钮，即可显示上一仿真过程中末端的运行轨迹。

3 总结

以上就是本文要分享的内容，可以利用已有的机器人模型，利用ADAMS仿真功能，对机器人的运动过程进行仿真和动画演示。

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