【联合仿真】Adams六关节机械臂与Matlab/Simulink的联合仿真(上)

Adams六关节机械臂与Matlab/Simulink的联合仿真(上)

前言：一直对于六关节机械臂与simulink的联合仿真很感兴趣，但网上关于实际模型的机械臂联合仿真的资料很少，更别说六关节的联合仿真了，所以断断续续地经历了很久才做出，期间踩过不少的坑，实属不易，现将整个仿真过程记录与此，与大家分享。

第一步. 从SolidWorks中导入模型到adams

  Solidworks另存为.xmt_txt格式，adams导入此文件，导入的时候坐标系选择局部坐标系，导入的机械臂模型如下

---

第二步 简化模型并添加运动副

1. 模型能简化的尽量简化，以免加运动副以及后面运动仿真的时候出现麻烦。

   以下是我简化后的六关节机械臂模型，加上固定副以及转动副，可以看到即使是简化了很多部件，但还是有很多物体和运动副。

注：需要注意的是，转动副一定要添加正确，不要与其他部件产生碰撞，一定要是严格绕着转轴转动。

另外可以直接使用布尔操作，省去建立末端执行器固定副的繁琐操作。

---

第三步 创建adams输入输出变量

在模型建立好之后，我们现在建立adams和simulink之间的接口变量，这里指的是输入输出变量。
输入变量是指Matlab传给adams的变量(这里指关节力矩)
输出变量是指自己要测量的变量(这里指各个关节角和关节角度)

1 建立输入变量 即关节力矩

点击adams中的单元->x 建立状态变量

因为这里的力矩值是输入变量，所以设置为0，依次建立好6个力矩变量torque1 - torque6

2 建立输出变量 即角度和角速度的状态变量

这里先将F表达式设置为0，后面再修改表达式。

6个关节角变量的建立和6个关节角度变量的建立

依次建立好12个状态变量angle1 - angle6 ，angular_velocity1 - angular_velocity6，此时他们的F表达式均暂时设置为0。

---

第四步 创建角度和角速度的测量

• 1 创建旋转关节的测量，我的旋转关节是revolute1 - revolute6， 特性选择Ax/Ay/Az投影旋转，分量选择旋转轴z轴，验证是否选择正确的方法是，加上旋转驱动后，测量单元是否随着变化。
  

• 2 如图所示，这里我选择驱动10d*time ， 仿真时间4s，可以看到测量单元正确的测量出了旋转角度。
  

• 3 类似的，可以建立起所有的旋转关节的角度和角速度的测量，角速度这里选择相对角速度，分量绕z轴，验证方法雷同。
  

12组测量单位的建立

注：测量单位要选择正确，不然后面得到的数据会不正确，选择好了之后均要一一验证

---

第五步 建立好变量与测量之间的联系

• 将角度与对应的测量单位进行关联：

• 关节角速度与测量单元进行关联：

• 关节驱动MOTION与torque关节力矩进行关联，MOTION表达式F如下：

  类似地，建立好6个角度变量和角度测量的关联，6个角速度变量和角速度测量的关联、以及6个关节力矩的关联。至此，adams里的基本工作我们就完成了，没有的问题的话我们就可以建立联合仿真了。

后续内容见：Adams六关节机械臂与Matlab/Simulink的联合仿真(下)