基于ADAMS软件的Tricept并联机构动力学仿真分析

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基于ADAMS软件的Tricept并联机构动力学仿真分析

作者：张亚杰

来源：《科技创新与应用》2013年第02期

摘要：随着信息技术的不断发展，人们对应用机械动力学仿真软件的开发越来越关注，

本文主要阐述了当前在这种仿真软件ADAMS的基础上建立的一种并联机构的动力学仿真模型的相关内容，供大家参考。

关键词：并联机构；ADAMS；动力学仿真

计算机仿真的主要功能之一就是对机械系统的运动学和动力学进行仿真分析，以确定系统及其各个构件在任意时刻的位置、速度和加速度，同时，通过求解代数方程组确定引起系统及其各个构件运动所需的作用力及其反作用力[1]。在计算机仿真方面已推出的有：美国MDI公司开发的ADAMS、美国EDS子公司SDRC公司的I-DEAS、CADSI的DADS（Dynamic Analysis and Design System）及德国航天局的SIMPACK等。这些软件能够被大家广泛应用主要是因为它们集中了最新的动力学理论成果、数学求解器、各种强大的后处理模块等等，这些都是用来建立机械系统的仿真模型。这些软件的开发有利于将工作的重点放在模型的设计上，而节省了建立方程和求解等工作中，有效地提高了设计人员的工作效率，进而提高了机械系统仿真的技术含量。

ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System）全称是机械系统自动动力分析软件，是美国MDI（Mechanical Dynamics Inc.）公司研制开发的一种虚拟样机仿真分析软件。ADAMS软件是以多体动力学为核心建立起来的以描述机械系统运动规律、运动特性为目标的仿真软件，可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。这种软件已经被世界所认可并被广泛的应用到机械系统仿真分析软件，在这一领域占有试产达到百分之七十，这种虚拟样机的功能更加受到了机器人人员的喜爱。我国对这一软件也开始重视起来，并已经对这一软件进行细致地分析。

1 并联机构仿真模型的建立

Tricept（3UPS-UP）并联平台机构（图1），由动平台、静平台、从动腿和三条可伸缩驱动腿组成。每条驱动腿的一端与静平台用都虎克铰连接，另一端与动平台用球副连接，中间是一个由气压、液压或滚珠丝杠螺母副驱动的可伸缩杆。从动腿也由一条伸缩连杆组成，杆的一端与动平台固定连接且正交，其另一端与静平台通过虎克铰连接，中间是一个不能发生自旋的可伸缩杆，即相当于一个移动副。当三条驱动腿等长时，即相当于一个正三棱锥。通过三条驱动腿的长度的改变，使此机构可实现空间三个可控位置自由度，即可实现绕导向装置虎克铰转动中心的转动和沿动平台参考点与虎克铰转动中心连线的移动，而绕动平台的转动被约束。实