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如何采用Solidworks的设计算例功能,搜索机器人关节最大扭矩

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发表于 2016-1-30 00:11:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
       在关节工业机器人开发过程中,可以通过动力学分析,搜索出机器人各关节的扭矩峰值,当然了,什么样负载什5 }) M: ]5 j% D! ?/ _" Y
# `' H  E( T5 Z! s3 F( r
么长臂展的机器人,在什么轴关节配什么功率的伺服电机,基本是路人皆知,但如果能够通过类似方法搜索出机
4 Z# i) n* z" K  B$ g; E% L8 t/ N2 j& J1 C
器人在运动过程中的末端负载峰值,这意义就大了。2 ^6 r* k( \" L/ F; T0 ^% H
! L4 I7 t* {; j* G7 z+ ?
        那么怎么通过Solidworks的机器人模型、运动算例和设计算例,搜索到关节的扭矩峰值?目前我的思路就是让机器人6个关) N9 p" G6 j2 b2 ~- O8 B

" ]7 y4 u9 c! N2 {7 |% H$ ?. ^; i3 e节都在最大速度,最大运动范围内进行周期性运动,然后"步进"地改变关节配合的初始角度,搜索扭矩最大值。具体方法如下(以搜索第一关节为例):( e" t8 R3 X+ F0 o5 d
1 a+ J5 I9 B( p1 u/ T% J' m1 T  y
1.装配体模型里设置全局变量,将机器人第一关节的配合角度与该全局变量关联; [2 n0 Q$ r" N* ^8 k1 H* f
4 Q7 t& I! q( g; d# ]4 l
2.在运动算例中添加伺服电机至第一关节,电机以振荡模式运动,幅值参考机器人关节正负运动范围,周期值参考1 r' Q8 Q) D' m; E( F& c$ i9 {

4 V* `! t; _6 f+ Y; h  K& R! L  P关节的最大速度进行设置,尽量使该伺服电机运动完整个周期的时间,求电机扭矩。需注意关节一的配合角度设置
  D4 {* p+ u& [& y2 }
8 o# W" _4 K$ f* _8 M8 u, |成0.01s后就关闭。
) H- {) G9 D+ H1 G8 C' Q" f3 ^0 _( o  x& _
3.在设计算例中,变量值链接上述全局变量,约束条件暂时忽略,目标值链接至伺服电机的扭矩,调整变量的步长优化
6 m- o1 v' L, J! g$ N; n. v) W% a# Z% ]8 {
机扭矩的极大值。7 S; u& Z- [% m/ S. L) {

( N9 y% ^* V- y& l' E. U4 F" b& X: ^       经过试验,发现在Solidworks设计算例中,我链接的全局变量根本没有引起关节配合的角度,也就关节初始角度+ s9 j9 j2 `/ M1 p; F; F! B# {

0 S# b5 F' r$ |% j' k+ E! R, F( S没有发生改变,导致各个情形关节扭矩都一样大,优化失败,能有高手来帮帮忙吗?分享一些经验和思路啊。$ R: U- ^- d7 v4 z$ O3 }

4 d: @% n1 G0 S% p4 Z6 V

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发表于 2016-1-30 11:57:33 | 显示全部楼层
我链接的全局变量根本没有引起关节配合的角度,也就关节初始角度没有发生改变

1 Z0 _  T3 @4 N: {! W7 h把过程贴图如何,因为有些过程是不能光靠言语来描述的,更何况你明明建模了,何必不用直观的图片呢。
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 楼主| 发表于 2016-1-30 12:11:20 | 显示全部楼层
寂静天花板 发表于 2016-1-30 11:57 : X1 m* V. @# V+ z! X2 M, P6 t+ U
把过程贴图如何,因为有些过程是不能光靠言语来描述的,更何况你明明建模了,何必不用直观的图片呢。
! @# ]: J, R" H" p. p/ y
机器人模型是公司商业机密,不过倒是可以贴一些其它过程的图片出来
& n/ L3 z' }# C+ [
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发表于 2016-1-30 18:08:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 小人Mτ 于 2016-1-30 18:42 编辑
' Q2 O) L7 B" B( A/ w* A2 X, L. l) x& l- Q7 N2 f: H
solidworks全局变量和方程式的使用有一个滞后,比如A影响B,B影响C,那么A改动后第一次更新有可能只更新B而不更新C。
; ~. N: B2 s3 v4 v$ |! B3 `' A这是我某一次使用13版方程式的时候发现的,后来就不用它了。+ A7 G/ q  A7 D' N+ x* r  e% u" @
这个问题是装配体里面的,下面三个图就是引用时候的错误显示。大块的长为输入的,大块的宽为方程式,小块的长引用大块的宽,小块的宽引用大块的长。大块的长改变后一次更新只更新大块本身的尺寸,再次更新时更新小块的尺寸。如果再有另外一个块引用小块的尺寸,那么需要3此更新才会全部完成更新。
4 a0 F6 c$ f0 k1 D8 v. r' X/ ]
% ]! Z) T) F# k+ Y+ P$ ?' R
6 h2 a4 w# E. @

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 楼主| 发表于 2016-1-30 20:30:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 川hc 于 2016-1-30 20:35 编辑 ! t* F3 R% B( h" I# f$ J6 z
; E2 d/ P$ l& V: `, h
目前就是想让大家讨论一下,看看我这个办法能不能行。我把问题简化一下吧,方法是类似的。# i% F2 F7 }$ K' Y! s% j
1、就是有这么一个简化的3自由度机械手( g: \# ]4 f+ y2 [
  s# n' \3 W. [, X7 {. }
2、设置一个全局变量 i,把第二关节角度全局变量 i 关联,模型之中的关节配合都是先点面重合,然后同心,这样在动力学分析时候不会有冗余自由度,这样调整全局变量 i 的值 就能改变二关节的配合角度了。
3 K8 A. K0 s7 O+ }# ]: q! O1 r' C: u. L; ^$ _% o+ b: @
3、运动算例里面设置3个伺服电机,都一振荡方式运动,从0.1秒时刻开始,3个关节角度配合值运行到0.1秒时刻就压缩关闭。是可以得到关节1的扭矩值仿真值的。
5 D, @. Q2 p8 p# R7 @, Q, c9 w/ I" z* G2 W2 ^: U
4、接下来在设计算例里面进行设置,把变量设置成全局变量 i,约束条件暂时忽略,目标为求解关节1扭矩最大值(因为我传感器设置为测量关节1扭矩最小值,这个值是负的,所以设计算例里面目标也是求最小值),最后得到的结果是每个情形下关节扭矩值都一样的。
5 X! n. c$ y& i) z4 U$ `% c( F/ s  R1 }+ S% j+ _1 @9 c

) e4 ~6 E2 h- G( f3 f4 [
. D' U2 s' Z1 d4 l5、检查发现,每个情形下,关节二的初始角度都一样,也就是全局变量i并没有驱动配合角度进行变化,所以造成结果一样,各位同仁,有什么其它方法和经验可供分享吗?% F% V9 R4 f4 Q

. S# w2 M: y$ |3 R; X3 A
! z/ c5 {, o" `  W) X4 O- F

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发表于 2016-2-19 08:54:29 | 显示全部楼层
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发表于 2016-11-30 15:59:41 | 显示全部楼层
不会用,有更详细的介绍吗
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