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/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。

基于ADAMS的非独立后悬架定位参数仿真与优化

为了解决前束角变化规律不合理,以及主销后倾角等变动范围较大的问题,文章应用ADAMS软件建立了某款运动型多用途汽车(SUV)的非独立后悬架ADAMS/Car模型,实验过程中对双轮实施同向跳动,分析后悬架定位参数的变化因素。运用ADAMS/Insight模块进行硬点坐标优化,设计变量选取9个对悬架参数影响最大的因子(悬架的上、下控制臂前点坐标值和横向推力杆外端坐标值),优化目标选取车轮前束角、主销后倾角等5个悬架参数,对设计变量进行灵敏度分析,得到硬点坐标优化值。优化后的非独立后悬架性能在一定程度上得到改善,进一步提高了产品质量,在工程上对非独立后悬架的优化设计具有一定的参考意义。

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。

基于ADAMS的势能驱动车凸轮设计

根据第七届全国大学生工程训练综合能力竞赛的命题要求,介绍一种逆向设计凸轮的方法,采用凸轮控制齿轮齿条机构实现势能驱动车转向功能。设计势能驱动车前轮理论轨迹,对势能驱动车的传动机构和转向机构进行分析设计并确定进行。采用ADAMS建立的势能驱动车转向机构模型,通过规划前轮运动轨迹计算前轮转向所需角度,反推出齿轮齿条与凸轮接触点的位置关系,间接得到理论轮廓,进而通过UG包络处理得到实际轮廓。通过实物模型的制作与运行,势能驱动车全程轨迹重合度较好,验证了此方法的合理性。

基于Adams宏命令的链传动弹箱动力学模型快速建模与分析

链传动弹箱因内部零部件数量多、接触关系复杂,一直是Adams动力学建模难点。通过研究Adams宏命令的语法结构并结合变量与循环对Adams进行二次开发,形成一套快速建模方法,在链条内、外链板上建立旋转铰的Marker点,建立某链传动弹箱的动力学模型;结果显示该快速建模方法建模效率高,能够反映弹箱实际运动规律,具备推广应用价值。

基于AMESim和ADAMS的柱塞泵性能联合仿真研究

柱塞副是斜盘式轴向柱塞泵最重要的摩擦副之一.为研究柱塞所受液压力时的动力学和运动学的关系,建立了柱塞泵的联合仿真模型.以A37斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,通过对柱塞副进行运动学分析,建立柱塞副的三维几何模型,对三维模型施加运动和力学关系约束,建立ADAMS虚拟样机的物理模型,获得了柱塞的位移、速度和加速度曲线.通过AMESim建立柱塞副液压模型,对柱塞泵的动力学模型和液压模型进行联合仿真,得到液压模型计算的柱塞腔内压力分布.虚拟仿真平台验证了动力学模型的正确性,能够真实模拟柱塞的受力和运动情况,为柱塞副的设计研究奠定了基础.

基于ADAMS的某型冲锋枪自动机动力学仿真和分析

为研究某型冲锋枪自动机运动规律和动力学特性,进而探究导气孔大小对自动机运动循环的影响,首先使用UG软件建立该枪自动机的三维实体模型,其次在ADAMS软件中建立虚拟样机,利用Matlab软件对内弹道和导气室压力曲线进行拟合,对该枪的单发射击进行仿真,得到了枪机和枪机框的位移速度曲线、复进簧压力曲线等动力学特性,对比仿真结果与试验数据,说明虚拟样机模型具有较高的可行性,最后仿真分析导气孔大小对自动机运动循环的影响,仿真结果表明,随着导气孔直径增大,后坐速度和后坐撞击变大,复进到位速度明显提高,复进时间显著降低,自动循环时间相对缩减,为产品优化设计提供理论参考。

基于ADAMS的多关节机械手手抓部分的运动学仿真研究

利用虚拟样机技术验证多关节机械手的机构设计是否正确,能否实现每分钟的抓取以及其载荷。运用Solid Edge ST5完成虚拟样机三维模型的建立,导入ADAMS中进行机械手机械系统的运动学分析。运用ADAMS对其中一个工作周期内的运动过程进行运动学的仿真,得出其各个关节在一个工作周期的位移特性曲线以及速度加速度曲线。本文介绍了多关节机械手具体的虚拟样机几何模型的建立,以及利用ADAMA/View提供的Parasolid模型数据交换接口导入模型,在添加约束时需要关键注意的细节也有介绍。在计算机广泛普及的今天,利用三维设计以及ADAMS软件进行机械手手抓部分的运动学分析,可以大大缩短设计周期,提高设计精度,降低产品开发成本。