蔡玉强，张文瑞

三自由度机械手雅可比矩阵的建立及动力学仿真

蔡玉强，张文瑞

（华北理工大学 机械工程学院，河北 唐山 063210）

基于ADAMS的仿真技术，对工业机械手进行运动学和动力学仿真上的分析。对于三自由度工业拾取机械手，通过D-H方法[1]建立每个连杆的参考坐标系，首先研究了机械手的主要理论及数学基础，得到了机械手运动学的方程，给出抓取机械手的每个连杆与末端执行器之间的姿势关系，并推导出机械手的运动学方程，利用微分变化法获得雅可比矩阵。通过连杆间力和力矩的递推求得力雅可比矩阵以验证机械手建立的正确性。然后在ADAMS中对机械手运动进行仿真使用后处理模块，在各个关节处分别添加驱动函数，并验证了该机制的可行性。

机械手；三自由度；雅克比矩阵；ADAMS

近几年工业机械手的发展十分迅速，应用在各行各业。机械手技术是一种跨学科的综合技术，涉及到机械、力学、电气液技术、自动控制技术等领域[1-2]。机械手作为生产设备实现了完全的自动化。工业机械手结合了人机之间在结构和性能上的优势，特别体现了人的智能和适应能力。当前我国各个领域机械手的准确性和在复杂环境下工作都具有很好的发展前景。机械手目前仍需改进的是不如人的手灵活，但它不知疲劳、不惧危险，能持续不间断地工作，并且抓重物的能力大于人。

工业机械手要根据现场要求来操作，即通过某种执行机构在空间中移动零件或工具。……