基于工业机器人基准面移动的机械传动模拟

唐黄正

摘 要：文章主要对基于工业机器人基准面移动的2种链式机械传动进行了模拟仿真，包括蜗杆-蜗轮传动和运动螺杆-螺母传动，利用CATIAV5软件进行仿真。

关键词：工业机器人；机械传动；仿真

中图分类号：TP242.2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）35-0020-02

1 概述

对于某些实际应用，需要对工业机器人的基准面进行移动。本文提出了定义运动学关节的可能性，并对蜗杆-蜗轮传动和螺旋-螺母传动的功能进行了模拟仿真。

2 “DMU运动学”模块

在CATIAV5软件中，可以使用“DMU运动学”模块进行仿真。在菜单路径下访问：启动→数字模型→DMU运动学[1][2]，通过对运动学关节的直接指挥，或通过定义命令法，可以进行仿真。图1显示了“运动学关节”和“DMU运动学”工具栏。

“运动学关节”工具栏提供了对以下类型的运动学关节定义的可能性（图1，a，从左到右）：转动关节、移动关节、圆柱形、螺旋关节、球形关节、平面关节僵硬的关节、点曲线联合、联合滑动曲线、曲线联合、点表面接合、万向节、恒定速度、齿轮、齿条接头、电缆接头以及基于axis的关节。

“DMU运动学”工具栏包含（图1，b，从左到右）：用指令模拟和仿真法、机械装置、运动学关节、固定部件、装配约束转换、速度和加速度以及机械分析。

3 模擬机械传动

工业机器人的基面定义成固定的部分，运动方向如箭头所示，电机的输入动作和蜗杆是同步的，如图2所示。

蜗杆-蜗轮传动的传动比是：

在仿真中，传动比（公式1）是根据实际定律的要求来确定的；对蜗杆的输入运动和蜗轮连接螺杆部分的输出运动之间的依赖关系进行了研究。螺杆的旋转运动如图3所示。

由于螺杆运动、螺母和工业机器人主体是一体的，它们是沿着螺杆轴移动的，如图4、图5、图6所示。

对于反向运动，输入运动也是相反的。

4 结束语

本文主要对基于工业机器人基准面移动的两种链式机械传动进行了模拟仿真，包括蜗杆-蜗轮传动和运动螺杆——螺母传动。这个模拟仿真实现了目前的源系统，完成了工业机器人示教。在一般情况下，通过定义运动学关节并指挥机械，可以使用CATIA V5软件模拟任何机械传动。

参考文献：

[1]邢迪雄，张琦.基于CATIAV5的工业机器人运动学仿真研究[J].机械，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]陈韶飞.我国工业机器人发展问题分析及对策研究[J].科技创新与应用，2015（31）：81.endprint