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基于ADAMS的单驱动六足仿蜘蛛机器人

1年前浏览5681

八足机器人

本文主要通过单个电机控制蜘蛛8条腿(8套连杆机构)，实现简单的前进后退的运动。后续还会有其他更复杂的多足机器人仿真分析，该机器人的简单运动视频如下：

1.建立蜘蛛模型

通过Creo建立蜘蛛8个腿（连杆机构）、主干、驱动齿轮并完成装配，本文中没有建立与齿轮相关的驱动轴及相关电机(Adams里面可以将驱动直接加在齿轮上，因此没有必要建立相关的驱动机构)。具体的模型如下图所示：

2.Adams模型处理及设置

2.1赋予材料

为蜘蛛的腿系、齿轮、主干设置材料，设置材料后各零部件自动产生质心等其他参数。

2.2建立连接

以一组腿系为例，建立6个旋转副：其中5号旋转副为腿系与齿轮连接；4、6号旋转副是腿系与主干连接，其他几个旋转副为腿系内部铰接的连接。同时六个齿轮间也需要建立相关的旋转副，具体如下图所示：

2.3建立驱动
本文所对应的正常的蜘蛛机器人是通过电机—齿轮组—驱动轴—齿轮(上图中黄色的齿轮)，为简化建模步骤，直接将两个相同的驱动加到黄色齿轮上如下：

2.4建立接触

本次仿真需要建立的接触共两种：(1)齿轮之间的接触，接触设置默认即可，也可以通过建立齿轮副实现传动，(2)腿与地面的接触，腿与地面的接触需要添加摩擦力(没有摩擦力机器人会在原地运动，不会前进或后退)并且调整刚度实现机器人的稳定运动。

3.结果后处理

模型设置好后，开始进行仿真计算，由于接触对设置的比较多，用时比较长，有条件的可以使用多线程进行计算(购买SMP插件)。

如下为蜘蛛在运动过程中质心位置(竖直方向)的变化曲线：

本次仿真为简单的八足机器人仿真，后续还会有相对复杂的六足、四足机器人的仿真分析。

来源：ADAMS及ANSYS等机械仿真

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首次发布时间：2023-08-25