机械臂设计

机械臂的运动分析和模拟

摘要

本设计采用在基于Lisp编程语言的CAD下和MATLAB软件下进行的机械臂的程序化设计，将机械臂用CAD的形式绘制出来，并用Lisp语言进行编程将Auto CAD和MATLAB软件相互联系使用产生运动轨迹坐标数据和速度加速的曲线，便能清晰的将所设计机械臂的运动形式和运动轨迹的合理性表现出来，从而能够仅仅通过适当调整在Auto CAD中机械臂的各个构件或者运动轨迹就能得出设计者想要的最优化设计，这样能够在很大程度上减少我们人要花费很大精力进行大量复杂的工程计算，大大的提高了工作效率降低工作负担。因此采用此种方法不管是在工程的设计上还是在大量的技术计算上发挥着至关重要的作用

关键词：机械臂，仿真软件，模块化

Mechanical arm's movement analysis and simulation

背胶橡皮布ABSTRACT

This design uses a Lisp-based programming language and MATLAB under the CAD software of the robot arm under the procedures of design, the robot arm using CAD Drawing out the form, and Lisp

programming language and MATLAB will be Auto CAD software contact trajectory coordinates the use of data and accelerate the speed of the curve, can be designed to be a clear movement of the robot arm trajectory forms and demonstrated the reasonableness and thereby be able to adjust only through the appropriate arm of Auto CAD in the various components or trajectory will be able to come to designers want to optimize the design, to a large extent this can reduce our people have to spend a great deal of energy to carry out a large number of complex engineering calculations, a significant increase in the workload and reducing efficiency. Therefore to apply this method, whether in the design of the project or in the calculation of a large number of technology plays a pivotal role

KEYWORDS: manipulator, simulation software, modular

摘要................................................ - 1 -. - 2 -前言............................................... - 2 -第一章概述.......................................... - 4 -

1.1 AutoCAD技术的实际应用领域与发展................. - 4 -

1.2 Lisp语言简介与在仿真方法 ......................... - 6 -

1.3 Matlab简介与仿真应用 ............................. - 7 -第二章机构运动分析................................... - 9 -酒精增稠剂

2.1机构运动分析的必要性 ............................. - 9 -

2.2运动分析的目的与基本方法 ......................... - 9 -

2.3关于机构和杆组的基本知识 ........................ - 10 -

2.4机构简图 ........................................ - 11 -第三章基于Lisp-Auto CAD下的机构运动实例............ - 14 -

3.1平面机构运动分析 ................................ - 14 -

3.11运动分析的目的.............................. - 14 -

3.12程序说明.................................... - 14 -

3.13模拟结果与分析.............................. - 14 -

3.2典型机构运动仿真实例............................ - 15 -第四章基于Matlab-Auto CAD下的机械臂仿真............ - 17 -

4.1机器人介绍 ...................................... - 17 -

4.2机器人工作原理 .................................. - 18 -

4.3机械臂介绍与运动分析 ............................ - 19 -

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4.31机械臂介绍.................................. - 20 -

4.32机械臂的运动分析............................ - 22 -

4.4机械臂的仿真程序设计 ............................ - 27 -第五章机械臂运动实例................................ - 30 -总结.............................................. - 33 -参考文献........................................... - 37 -源程序.............................................. - 38 -

仿真 (simulation) 是利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统。又称模拟。当所研究的系统造价昂贵、实验的危险性大或需要很长的时间才能了解系统参数变化所引起的后果时，仿真是一种特别有效的研究手段。

随着仿真技术的发展, 仿真技术应用目的趋于多样化、全面化。最初仿真技术是作为对实际系统进行试验的辅助工具而应用的, 而后又用于训练目的, 现在仿真系统的应用包括: 系统概念研究、系统的可行性研究、系统的分析与设计、系统开发、系统测试与评估、系统操作人员的培训、系统预测、系统的使用与维护等各个方面。它的应用领域已经发展到军用以与与国民经济相关的各个重要领域。

1.国内外现状

就国内来说，通过几个五年计划的努力, 我国仿真技术得到了快速发展, 并取得了突破性成果。在国防工业领域, 建成了不同类型的半实物仿真系统。半实物仿真系统的应用在国防工业产品研制、生产、使用、维护过程中发挥了巨大作用。在军事领域建立了指挥、作战、训练的仿真系统与半实物仿真试验室。仿真技术的应用为我军部队指挥、作战、训练提供了有效的工具, 为我军现代化建设做出了重要贡献。在先进分布交互仿真技术方面, 我国初步建成了分布交互综合仿真系统【2】。该系统是一个含有灵境技术的、开放的、支持分布交互仿真的支撑环境, 支持复杂系统设计、运行和评估, 并开始应用于实际系统的研制和开发工作。在民用工业中, 我国已自行研制生产电力工业的大型电站(200 MW , 300 MW , 600 MW) 仿真系统、交通运输仿真系统、石油化工过程仿真系统等【3】。我国仿真技术经过“七五”、“八五”、“九五”期间的努力, 已有长足发展。在某些方面达到了国际先进水平。但总的技术水平, 特别是应用水平与发达国家比较还有差距, 需要进一步努力, 加速发展仿真技术以缩小差距。系统仿真技术的优良特性和巨大效益, 可能将成为今后人们特别重视和大力发展的综合技术。仿真系统将应用于人类生产实践的全过程, 这样可以避免决策失误, 可以预测可能发生的问题, 达到避免故障、安全控制的目的。

mrp游戏现在国外的现状是以美国为代表的发达国家高度重视仿真技术的发展和应用。10 多年来美国国防部一直将仿真和建模技术列为国防关键技术。1997 年度

的“美国国防技术领域计划”, 将建模与仿真列为提高军事能力的四大支柱(战备、现代化、部队结构、支持能力) 的重要技术。美国三军先后建成了：为满足红外成像制导武器仿真需要的红外制导半实物仿真系统。为满足雷达寻的制导的毫米波半实物仿真系统MSS - 2 , 它是当今世界上规模最大、技术最先进的射频仿真系统。可以满足地空空导弹毫米波精确制导仿真的需要。

目前, 用于爱国者PAC - 2 和PAC- 3 型导引头半实物仿真。【1】复合制导是精确打击武器装备的标志性发展，支持复合制导武器的仿真技术, 成为当今最具挑战性的仿真技术。美国等西方国家除军事用途外的其他行业中的仿真技术与应用都居于世界领先水平, 如飞机模拟器、车辆运输仿真、电力系统、石化工业仿真系统等。

2．展望红外线烘干箱

建模理论和方法, 仍然是推动仿真技术进步发展的重点研究方向。它是系统仿真可持续发展的基础。美国等发达国家在仿真领域一直是将建模理论和方法的研究工作列为重中之重。另外, 无论是武器系统还是工业系统, 都向大型化、复杂化方向发展, 相应的必须开展支持复杂大系统建模的理论和方法研究【4】。

定压功放电路图仿真作为一门综合性科学, 将随着其相关领域技术的深入发展, 继续向纵深快速发展, 同时将扩大其综合应用的领域, 在国防建设和国民经济建设中发挥更大的作用。但是, 作为一门综合性技术学科, 仿真

技术还有许多理论与技术问题需要继续进行深入的研究探讨。【5】

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