唐黃正

摘 要：文章主要對(duì)基于工業(yè)機(jī)器人基準(zhǔn)面移動(dòng)的2種鏈?zhǔn)綑C(jī)械傳動(dòng)進(jìn)行了模擬仿真，包括蝸桿-蝸輪傳動(dòng)和運(yùn)動(dòng)螺桿-螺母?jìng)鲃?dòng)，利用CATIAV5軟件進(jìn)行仿真。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；機(jī)械傳動(dòng)；仿真

中圖分類號(hào)：TP242.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）35-0020-02

1 概述

對(duì)于某些實(shí)際應(yīng)用，需要對(duì)工業(yè)機(jī)器人的基準(zhǔn)面進(jìn)行移動(dòng)。本文提出了定義運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)節(jié)的可能性，并對(duì)蝸桿-蝸輪傳動(dòng)和螺旋-螺母?jìng)鲃?dòng)的功能進(jìn)行了模擬仿真。

2 “DMU運(yùn)動(dòng)學(xué)”模塊

在CATIAV5軟件中，可以使用“DMU運(yùn)動(dòng)學(xué)”模塊進(jìn)行仿真。在菜單路徑下訪問(wèn)：?jiǎn)?dòng)→數(shù)字模型→DMU運(yùn)動(dòng)學(xué)[1][2]，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)節(jié)的直接指揮，或通過(guò)定義命令法，可以進(jìn)行仿真。圖1顯示了“運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)節(jié)”和“DMU運(yùn)動(dòng)學(xué)”工具欄。

“運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)節(jié)”工具欄提供了對(duì)以下類型的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)節(jié)定義的可能性（圖1，a，從左到右）：轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、移動(dòng)關(guān)節(jié)、圓柱形、螺旋關(guān)節(jié)、球形關(guān)節(jié)、平面關(guān)節(jié)僵硬的關(guān)節(jié)、點(diǎn)曲線聯(lián)合、聯(lián)合滑動(dòng)曲線、曲線聯(lián)合、點(diǎn)表面接合、萬(wàn)向節(jié)、恒定速度、齒輪、齒條接頭、電纜接頭以及基于axis的關(guān)節(jié)。

“DMU運(yùn)動(dòng)學(xué)”工具欄包含（圖1，b，從左到右）：用指令模擬和仿真法、機(jī)械裝置、運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)節(jié)、固定部件、裝配約束轉(zhuǎn)換、速度和加速度以及機(jī)械分析。

3 模擬機(jī)械傳動(dòng)

工業(yè)機(jī)器人的基面定義成固定的部分，運(yùn)動(dòng)方向如箭頭所示，電機(jī)的輸入動(dòng)作和蝸桿是同步的，如圖2所示。

蝸桿-蝸輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比是：

在仿真中，傳動(dòng)比（公式1）是根據(jù)實(shí)際定律的要求來(lái)確定的；對(duì)蝸桿的輸入運(yùn)動(dòng)和蝸輪連接螺桿部分的輸出運(yùn)動(dòng)之間的依賴關(guān)系進(jìn)行了研究。螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)如圖3所示。

由于螺桿運(yùn)動(dòng)、螺母和工業(yè)機(jī)器人主體是一體的，它們是沿著螺桿軸移動(dòng)的，如圖4、圖5、圖6所示。

對(duì)于反向運(yùn)動(dòng)，輸入運(yùn)動(dòng)也是相反的。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要對(duì)基于工業(yè)機(jī)器人基準(zhǔn)面移動(dòng)的兩種鏈?zhǔn)綑C(jī)械傳動(dòng)進(jìn)行了模擬仿真，包括蝸桿-蝸輪傳動(dòng)和運(yùn)動(dòng)螺桿——螺母?jìng)鲃?dòng)。這個(gè)模擬仿真實(shí)現(xiàn)了目前的源系統(tǒng)，完成了工業(yè)機(jī)器人示教。在一般情況下，通過(guò)定義運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)節(jié)并指揮機(jī)械，可以使用CATIA V5軟件模擬任何機(jī)械傳動(dòng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]邢迪雄，張琦.基于CATIAV5的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真研究[J].機(jī)械，2011，38（01）：57-61.

[2]Dumitru Adrian Stefan. Simulation of Mechanical Transmissions for Base Translation of an Industrial Robot.ANUL XVI， NR. 1， 2009， ISSN 1453-7397.

[3]陳韶飛.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展問(wèn)題分析及對(duì)策研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（31）：81.endprint