基于虚拟样机技术的并联机器人机构运动仿真

    4.1仿真步骤和结果
   
    SolidWorks建好三维模型后，在装配模块下直接进入仿真环境。在进行仿真之前，应先进行与仿真相关的基本参数设置，如力的单位、时问单位，重力加速度大小，以及与动画有关的帧时间间隔及帧数等。例如，在本机构的仿真中，设置力的单位是N，时间的单位是s，设置机构运动仿真动画参数为10s,100帧，模拟结果以动画形式在计算机屏幕演示(根据仿真精度要求适当调节时间间隔和帧数)。利用SolidWorks插件工具COS-MOSMotion的智能运动构建器，把机座进行固定。
   
    COSMOSMotion可以自动识别SolidWorks装配体零件之间的约束副，也可以在COSMOSMotion中进行定义。本机构中的是转动副、移动副和球副，如图6中的约束标记所示。然后设置主动副的运动初始状态和运动参数，本例中v1=v2=v3=v4=4mm/s分别作用于四个滑块上。
 

   
    SolidWorks上述内容设置完毕就可以通过点击仿真按钮进行仿真，而且系统还可以录制动画，并生成动画文件，以便于进行对比分析。在仿真过程中可以测量任何构件上任何点位移、速度和加速度，还可以计算约束副之间的支反力。在给定的运动参数下进行仿真可以直观地获得运动平台的位姿、工作空间以及运动、动力特性。图7为该并联机构动平台形心处的运动特性曲线。
   
    4.2动态干涉检查和模型的改进
   
    SolidWorks通过运动仿真分析发现零件存在干涉后，可以直接在装配体环境下修改发生干涉的零件，而且装配体零件中的修改可以直接反映在零件模型上，实现模型动态交互更新。修改后的模型，再次进行运动仿真，干涉现象消失了。这样才能保证在空间运动过程中，各个零件不发生碰撞干涉，帮助用户提高装配时选择零件的效率，减少因为错误组装而导致运动时，零件由于发生碰撞对零件的损坏。
   
    5结束语
   
    1)该新型四自由度并联机构特点:
   
    ①机构动平台可实现四自由度(二平移、二转动)运动输出;
   
    ②机构较简单，具有重量轻、刚度好、稳定性高、可高速运动等优点;
   
    ③运动输人一输出具有部分解耦性;
   
    ④采用球副和低副，可使机构制造、安装较为简单，利于精密加工。
   
    2)通过以上的仿真方法和实例，可以看出SolidWorks软件具有方便、易用等特点，进行虚拟样机运动学的仿真，能使设计人员直观地看到机构动平台的的运动过程，可以得到许多试验难以得到的仿真结果，从而可以交互式地进行结构参数的调整和改进，为新的设计方法提供了良好的途径。通过动态仿真技术，可以及早发现设计中的错误，极大地提高了经济效益。实践表明基于SolidWorks软件的虚拟设计和动态仿真技术在并联机构虚拟样机的设计中具有良好的应用前景。
   
    3)应用软件可以把并联机构建模仿真、运动学计算、动力学计算、参数化设计等几个方面的工作有机地结合起来，充分体现了虚拟样机技术的先进思想，从而大大提高了工作效率，降低了开发成本，为并联机构的一次性研制成功提供了可靠保证，为我们应用虚拟样机技术进行并联机构的设计提供了一条新的思路。