联合仿真技术及ADAMS/Controls

ADAM S是机械系统动力学分析软件,M ATLAB/S im u link是控制系统建模及仿真软件,运用ADAM S/Con tro ls模块作为两软件的接口,可以实现机械系统与控制系统的联合仿真。简单介绍了联合仿真、ADAM S/Con tro ls和M ATLAB/S im u link,最后给出了球-梁模型联合仿真设计实例。

基于ADAMS的Stewart平台运动学分析

针对在Stewart 6自由度并联平台设计中,支腿的运动学及动力学参数理论计算过于复杂的问题,课题组提出了基于ADAMS的Stewart平台反解与正解相结合的分析方法。首先,通过ADAMS反解求得支腿位移参数;然后,将位移参数转换为驱动函数添加在各个支腿上;接着,通过ADAMS正解求解支腿其余运动参数;最后,通过实例对比理论计算与ADAMS分析数据。结果表明:课题组提出方法求得的支腿位移与理论值之差均小于0.01 mm,支腿最大速度及最大加速度与理论值误差均小于2%,从而验证了该分析方法的合理性与科学性。该分析方法为工程中遇到的6自由度平台已知动平台驱动函数求解支腿参数的实际问题提供了一种高效的解决办法。

基于ADAMS的烟叶运输车自主校正机构仿真与试验

丘陵山区烟田地形复杂,烟叶运输车在垄沟行驶时方向易发生偏离。针对福建丘陵烟区地形,通过对设计的烟叶运输车自主校正机构进行力学分析,并结合ADAMS仿真对比有自主校正机构与无自主校正机构两种情况下烟叶运输车在垄沟行驶的偏离程度,仿真结果表明:有自主校正机构的烟叶运输车比无自主校正机构烟叶运输车偏离程度小了10%。最后通过田间试验进一步验证了该机构发挥了自主校正的作用。该研究对丘陵烟田烟叶运输机械的研发具有一定的借鉴参考作用。

基于ADAMS的六轴搬运机器人动力学仿真分析

以折弯生产线中上下料工序中所使用的六轴搬运机器人为例开展研究,首先确定了机器人的结构形式,设计了各关键零部件并建立了六轴搬运机器人的三维模型;其次基于ADAMS软件建立了搬运机器人的动力学仿真模型,对机器人的零部件材料、约束、驱动,以及载荷进行定义;最后通过对机器人进行动力学仿真模拟得到了机器人的基本运动数据。研究结果表明:所设计的搬运机器人6个轴的位移、速度、加速度、关节受力以及扭矩曲线基本上连续、无异变。六轴搬运机器人在运动过程中运动平稳、振荡较小、设计合理,为改进其结构提供了理论支撑。

基于ADAMS的皮带自动纠偏机构设计及动力学分析

针对带式输送机的皮带跑偏问题,基于SolidWorks三维建模软件研发出一套能够自动纠正皮带跑偏的全自动皮带纠偏系统,并采用ADAMS动力学分析软件对纠偏机构及皮带建立虚拟样机模型,进行模型联合仿真。结果表明,所设计的皮带纠偏系统可以有效地对运行中的皮带进行纠偏,降低带式输送机的跑偏发生率。该研究结果为皮带自动纠偏系统的设计和优化提供了理论参考。

基于Adams与Amesim的二维精密高速转台机电联合仿真分析

为解决高精度转台的位置控制精度问题,以二维精密高速转台为研究对象,使用Adams软件建立转台动力学模型进行仿真分析,以固定角度驻留效果来评价模型精度,实现了动力学仿真与分析.为进一步提高模型驻留精度,采用Amesim软件和Adams软件开展了联合仿真,由Adams软件负责传动计算求解,Amesim软件进行位置控制.相较于仅使用动力学模型进行仿真,联合模型的仿真结果相对误差在60°和120°的驻留分别减小到0.13%和0.09%,从模型精度上保证了联合模型在二维精密高速转台设计或改造上的准确性.最后对传动座样机进行测试,记录样机真实驻留角度,验证了联合模型的准确性和精度.

基于ADAMS的植保机操纵稳定性分析与研究

为改善自走式植保机的操纵稳定性,基于动力学软件ADAMS/Car模块建立植保机多体仿真模型,对植保机在不同速度行驶工况下的转向盘角阶跃输入性能及横摆角速度响应等评价指标进行了仿真。对仿真结果进行分析和实车试验验证,结果表明:利用ADAMS/Car模块能恰当地分析和评价自走式植保机的操纵稳定性能,当车速为10m/s时,自走式植保机的操纵稳定性较好,可为动力分配控制系统优化奠定基础。

基于ADAMS的深孔钻机柔性钻杆动力学仿真分析

在救援钻机等深孔钻探装备中,长直钻杆表现出明显的柔性特征,研究其在钻进过程中运动学与动力学特性对提高钻进效率和成孔质量具有重要意义。选取总长度为100 m的长直钻杆为研究对象,建立动力头、钻杆、钻头及孔壁三维模型,采用ANSYS对钻杆进行柔性化建模,使用ADAMS对钻杆进行刚柔替换并建立柔性钻杆的动力学仿真模型,对钻头未接触孔底及接触孔底建立钻压两阶段进行动力学仿真,分析柔性钻杆运动学及动力学特性。研究结果表明:深孔长直钻杆表现出较为明显的柔性特征,两阶段状态下均会产生弯曲变形并与孔壁发生间歇碰撞接触,且越靠近钻杆下端,碰撞接触程度越剧烈。

基于ADAMS的输电线路巡检机器人夹紧力作用研究

以小型输电线路巡检机器人作为主要研究目标,通过三维建模和仿真分析的方法,研究夹紧机构对机器人启动稳定性和爬坡性能的影响。基于SolidWorks与ADAMS软件,以机器人前后主动轮力矩作为主要仿真目标,研究机器人稳定启动所需夹紧力。以机器人主体质心为主要仿真目标,研究夹紧力对机器人爬坡能力的影响。最后进行样机实验,验证仿真结果的正确性。结果表明,夹紧力对机器人的启动稳定性与爬坡能力具有积极作用。该研究可作为小型输电线路巡检机器人夹紧力参数设置的重要理论支撑。

基于ADAMS建模的海上航行横向干货补给姿态控制优化设计

为解决海上航行横向干货补给物资安全上接收船的关键技术,通过多刚体系统动力学建模理论进行力学分析,运用ADAMS建立高架索补给系统的动力学模型。综合考虑海况、浪向、航速、站距以及接收站位置等信息,动态模拟航行横向干货补给作业流程,得到危险工况下的干货接收装置匹配性分析结果。并与传统静力学简化力学模型分析对比后,优化了航行横向干货补给设计工作。

基于Adams/ncode整车车架疲劳寿命分析

车架作为货车的主要承载部件,承担来自货厢与货物的载荷,同时将该载荷通过悬挂系统传递到车桥和地面,不平的地面又通过轮胎和悬挂系统将载荷反馈到车架上,导致车架受力情况非常复杂,车架的破坏形式不仅有静强度破坏,还存在疲劳破坏。通过Adams建立整车动力学模型完成悬架与车架应力点的选取,建立路面工况,输出整车载荷谱。在寿命分析软件ncode中,结合有限元软件Ansys,对整车车架进行三工况下的静力分析,在ncode导入整车载荷谱的rsp格式,输出满载工况下车架疲劳寿命云图。

基于ADAMS的小尺寸大负载移动底盘运动学分析

针对石化领域防爆巡检场景需要小尺寸、大负载的小型机器人移动底盘运动控制问题。以四轮差速机器人移动底盘为研究对象,通过ADAMS软件进行运动学仿真,建立PID控制方案,对不同负载、速度、接触等状况下的移动底盘控制系统进行分析,得到机器人的速度与驱动力矩在控制系统下的变化规律;搭建实验平台测试不同速度下的负载实验,验证运动仿真结果的准确性。结果表明,本类型机器人移动底盘可以实现重载运动控制,并为进一步对该类型移动底盘的精确控制提供参数。

基于ADAMS的全断面竖井掘进机锥形刀盘载荷特性

全断面竖井掘进机锥形刀盘在竖井施工中具有导向性好、姿态调整方便等优点,滚刀作为竖井掘进机施工中最直接的破岩工具,获取其载荷分布规律对于竖井掘进机的刀盘刀具系统的合理设计和掘进过程中装备姿态的调整具有重要意义。基于ADAMS建立了全断面竖井掘进机锥形刀盘与岩体耦合模型,合理施加约束条件对正常掘进工况进行仿真,获取了竖井掘进机锥形刀盘刀具的载荷分布规律。结果表明:由于安装方式的不同,正滚刀所受到的侧向力和滚动力均大于中心滚刀,对正滚刀刀座与辐条之间的连接强度提出了更高要求;随着正滚刀在刀盘上安装半径的增大,其受到的垂直力也增大。中心滚刀所受到合力载荷稳定性较正滚刀明显较好,波动更小;随着滚刀在刀盘上安装半径的增加,滚刀所受到的合力载荷大小波动更大,载荷稳定性也更差。

基于ADAMS六自由度矿用液压机械臂的动力学仿真

为保障煤矿井下运输安全,减少井下人工搬运,进一步提升搬运机器人的井下运输效率至关重要。针对该现状提出一个具有六自由度液压机械臂的搬运机器人机械结构设计方案。利用SolidWorks软件建立液压机械臂的仿真模型,并采用ADAMS软件对机械臂关节角速度进行动力学仿真,最后进行计算对比。由仿真结果总结得出该方案机械臂结构设计具有合理性。

基于ADAMS的烟叶田间运输车防侧翻机构设计与仿真试验

烟草是重要的经济作物。针对福建丘陵烟区烟叶采收后搬运劳动强度大的问题,结合福建烟田作业环境及烟草种植农艺,设计一款烟叶田间运输车。通过对烟叶运输车防侧翻关键部件的设计与力学分析,结合ADAMS运动学仿真与实地试验,得到烟叶运输车有防侧翻机构时最大侧翻稳定角的理论值、仿真值和试验值分别为41.7°、41.0°、39.5°,结果表明理论力学模型与仿真模型准确可靠,验证了烟叶运输车的防侧翻机构性能。该研究对丘陵烟田烟叶运输机械的研发具有一定的借鉴参考作用。

基于ADAMS的挖掘机建模与仿真分析

以某型挖掘机为研究对象,基于ADAMS软件建立挖掘机三维模型,并对模型添加约束条件、驱动函数和负载函数,完成对挖掘机的运动学与动力学仿真。通过数值模拟,分别获得挖掘机的动臂、斗杆、铲斗铰接处的受力曲线、铲斗加速度曲线以及挖掘范围参数,模拟该挖掘机各联接部位在工作过程中的受力情况与挖掘运动轨迹。为挖掘机动臂、斗杆和铲斗等构件的强度校核提供数据参考,有利于挖掘机结构的优化设计。

真空手套箱机械臂ADAMS动力学分析

手套箱是广泛应用于各种场合的实验室设备,通过高纯度惰性气体填充箱体并过滤挥发性物质来保护实验正常进行。传统人工操作手套箱在使用上存在操作繁复、人手可达空间有限和易受污染等问题,也是手套箱发展过程中亟需解决的难题。提出一种设计机器人化操作手套箱的方案,在手套箱小型空间内设计一款可操作的机械臂,满足密闭空间内对实验用品归类、液体分配、反应搅拌和样品处理等一系列操作,以实现手套箱前置操作自动化并提高使用效率。首先对机械臂和驱动电机进行选型,通过ADAMS建立虚拟样机,利用MATLAB与ADAMS联合仿真进行关键轨迹设计,得出的结果证明手套箱内机械臂运行轨迹的合理性。然后进行机械臂动力学分析,得出的结果验证了机械臂和电机选型的合理性。

基于ADAMS/Insight的轮毂电机驱动的乘用车双横臂悬架的优化

本研究聚焦于电动轮驱动乘用车的双横臂前悬架优化。通过ADAMS/Car建立多体动力学虚拟模型,进行双轮平行跳动仿真评估初始设计。利用ADAMS/Insight优化悬架参数,选取关键点坐标和车轮定位参数,联合ADAMS/Car和ADAMS/Insight进行联合仿真和多目标优化。通过灵敏度分析,获得优化坐标值,显著提升悬架性能。研究显示联合仿真和优化有效优化了悬架系统。

基于Adams与Isight的大型车辆双叉臂前悬架尺寸参数寻优

在Adams/Car创建双叉臂前悬架的虚拟样机模型,并进行仿真实验;将Adams集成到Isight中,进行灵敏度分析,获取对悬架性能参数影响较大的悬架硬点坐标。以此作为设计变量,以悬架的运动学性能作为响应,拟合得到几种不同的近似模型。利用Nsga-II遗传算法进行优化,得到优化的悬架尺寸参数。使得悬架运动性能得到提高。

基于ADAMS的PUMA560机器人运动学研究

在建立PUMA560机器人模型的基础上,通过D-H坐标系对模型进行运动学理论分析,推导出相关公式,并将关节角度代入以得到末端姿态的理论值。以世界上著名的机械系统仿真软件ADAMS作为分析平台,通过在ADAMS中导入模型并进行相关仿真并得到仿真数据,将其与理论值相比较。通过数据处理可以得知,PUMA560机器人的运动学误差相对较小,机器人可以达到预期的动作效果。