书书书
第
32
卷 第
2
期
2013
年
4
月
Vol.32No.2
A
p
r.2013
79
JournalofShandon
g
Universit
y
ofScienceandTechnolo
gy
NNaattuurraallSScciieennccee
PT1300
型局部闭链式码垛机器人动力学分析
张良安
1
,
单家正
1
,
马寅东
1
,
刘凤臣
2
,
解安东
1
,
刘黎明
2
(
1.
安徽工业大学 机械工程学院 安徽 马鞍山
243000
;
2.
杭州娃哈哈集团研究院 浙江 杭州
310009
)
摘
要
:
码垛机器人的整机动态特性对于其负载
、
运行速度和稳定性具有重要意义
,
而动 态 性能 提 高 的基 础 是其动
力学模型的准确性
。
基于
D-H
法和凯恩法分别建立了
PT1300
型 码 垛 机 器 人 的 运动 学
、
刚 体 逆 动 力 学 模 型
,
并 采
用基于理论动力学模型的
Matlab
方法和基于虚拟样 机的
SolidworksMotion
机械 仿 真方 法
,
得到 码 垛机 器 人 主 臂
与前臂驱动力矩曲线
。
经对比分析
,
两种方法所得结果吻合
,
验证了动力学模型 的合理 性
,
为码 垛 机器 人 尺 度参 数
优化以及电机参数预估提供理论依据
。
关键 词
:
码垛机器人
;
仿真
;
运动学
;
动力学
中图 分类号
:
TH246
;
TP242.3
文献 标志码
:
A
文章 编号
:
1672-3767
(
2013
)
02-0079-06
收稿 日期
:
2012-11-06
基金 项目
:
高档数控机床与基础制造装备科技重大专项
(
2011ZX04013-011
)
作者 简介
:
张良安
(
1981
-),
男
,
浙江杭州人
,
讲师
,
博士
,
主要从事工业机器人及自动化生产线方面的研究
.
E-mail
:
robotlab
@
qq
.com
D
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namicAnal
y
sisonPT1300T
yp
ePalletizin
g
RobotContainin
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Closed-loo
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g
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1
,
ShanJiazhen
g
1
,
MaYindon
g
1
,
LiuFen
g
chen
2
,
XieAndon
g
1
,
LiuLimin
g
2
(
1.SchoolofMechanicalEn
g
ineerin
g
,
AnhuiUniversit
y
ofTechnolo
gy
,
Maanshan
,
Anhui243000
,
China
;
2.ResearchInstituteofWahahaGrou
p
,
Han
g
zhou
,
Zhe
j
ian
g
310009
,
China
)
Abstract
:
A
p
alletizin
g
robot'sd
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p
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,
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y
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,
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,
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nthesisandestimatin
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themotor
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Ke
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words
:
p
alletizin
g
robot
;
simulation
;
kinematics
;
d
y
namics
目前
,
国内码垛机器人方面的研究多侧重于机构设 计以及 运动学分析
[
1-3
]
,
对码 垛机 器人 动力学相关 研
究较少
,
而码垛机器人动力学模型的建立对其整机动态特性研究
、
尺度参数优化以及控制系统研究都具有重
要意义
。
中国农业大学汤修映等
[
4
]
和北京航天航空大学宁 凤艳
[
5
]
分别采 用拉 格朗日法建立了
HT120
型焊
接机器人和
MJR120
型轻载线性驱动式码垛机器人动力学模 型
,
但由于 拉格朗日法 涉及 大量 偏微 分方 程的
推导和运算
,
表达形式较为复杂
。
而
Kane
法无 需拆 解闭 链
,
避免 求解 拆解 处约束力与 力矩
,
降 低了 建 模 难
度与计算量
[
6-7
]
。
综上所述
,
国内目前对于重载码垛机器人动力学的相关 研究仍不完 善
。
因而
,
以天 津大 学
、
安徽 工业 大
学联合杭州娃哈哈集团研究院共同研发的
PT1300
型码垛机器人
(
图
1
)
为研究 对象
,
采用
Kane
法建立 其刚
体逆动力学模型
,
并使用理论推导与虚拟样机验证相结合的方法
,
验证该模型的准确性
。