youBot手臂
这例子模型一个机械手臂和两个传送带。一个传送带给机器人带来块。机器人抓取,翻转它,转移到另一个传送带传输它的机器人。
这个例子可以用来确定电气和机械设计的要求,检测集成问题,设计和测试控制逻辑,优化路径规划。
内容
模型
顶级配置的模型包含超链接模型根据您希望执行测试。默认的测试是整个系统(机械臂和传送带)。
箱转移测试可以运行来确定所需的力量为一个特定的机械手轨迹。
联合测试可以运行来确定所需的电动机转矩和力的轴承将经历。
手臂子系统
这个子系统包括机械臂从CAD软件进口,联合执行机构,机器人周围的环境。超链接在这个级别配置机器人关节使用规定的运动(运动),或建模为一个连接电气网络(电动机)。运动驱动通常用于确定电动机的扭矩需求,并基于这些需求的汽车电子网络可以选择。
驱动子系统、运动变体
这个变体包括机械臂关节从CAD进口。他们被配置为使用规定的运动,关节的角度规定一个输入信号。仿真计算所需的扭矩产生这种运动。电机轴承的径向和轴向部队也计算为每个关节。这些信息是有用的改进的要求电机、齿轮箱、轴承和机械的需求。
驱动子系统、运动变体
这种变体包括电网提供的力量驱使每一个关节。联合定义从CAD装配进口。
致动器可以配置为使用规定的运动和估计当前画(理想的),或者可以由电机驱动的关节(电动机)。单击超链接将会改变多个汽车在同一时间。汽车可以单独配置(理想的或电动机)通过右键单击块和重写子系统变体。这允许非常集中测试单个关节或关节的组合。
前臂电动机驱动,理想的变体
这变种是用来确定电力系统的要求。使用规定的运动关节驱动,并仿真计算所需的扭矩产生这种运动。电机轴承的径向和轴向部队也计算为每个关节。这些信息是有用的改进电机的要求。
这变种还估计所需的电力使用驱动转矩产生这种运动。各关节从电源电流,从而能够确定连接和电源的要求。这里使用的当前估计需要选择齿轮传动比,电动机转矩常数,和一个电枢电阻。使用驱动转矩的绝对值,因为尽管驱动转矩可以切换信号,电流总是来自电源。
前臂电动机驱动,电动机变体:电动机-联合接口
这个变体促动机器人手臂关节使用电致动器。在这个层次上,汽车和机器人之间的连接接头。
这变种不使用规定的运动。提供的转矩电动机的电气模型应用于关节。电机的转速和关节被迫是相同的在确保物理模拟是准确的。
前臂电动机驱动,电动机变体:电动机子系统
这个子系统模型电机控制器,电机驱动电路、电机、齿轮箱、马达摩擦。电动机的参数值直接取自厂家数据表(见模型参数)。
前臂电动机驱动,电动机变体:电动机控制
这个子系统实现了电动机的控制系统。一个简单的砰砰的枪声控制器使用基于位置误差。系统中的死区防止喋喋不休。更复杂的控制算法可以在这里代替。
环境子系统
这个子系统模型机器人手臂周围的环境。它包括两个传送带和负载。
超链接在这个级别配置之间的连接爪和负载。点击超链接有效载荷假设负载刚性连接爪。超链接阻尼和点球每个模型之间的接触力爪和负载两个级别的忠诚。点击这些链接调整变体子系统负载和夹持力同时,确保选定的变体是兼容的。这些设置选择的基础上执行测试。唯一应该手动重载是变体之间切换阻尼器和点球为夹持力子系统时,盒子变体的选择负载子系统。
带子系统
这个子系统模型传送带上,箱和带之间接触力,光幕结束时带。
传送带的速度vx驱动。电动机驱动皮带不是建模。辊旋转简单目测,带。
接触力是活跃的上部或下部表面带遇到底部的盒子。计算法向力是用来模拟传感器,检测是否带上一盒。这个信号被发送到监控系统的逻辑控制器。带和皮带之间唯一的区别是在接触力-带,皮带之间的接触力建模和盒子的顶面。
光幕检测如果盒子挡住它的任何梁和逻辑控制器发出信号。
改变传感器EE措施的x y z位置终端执行器并保存工作区。这个量是用于绘制,在正常的桌面模拟和优化测试期间保存显示的轨迹测试集。
夹持力子系统
这个子系统显示了三个变种的夹持力。这些变体选择使用超链接一个级别更高的模型中或通过使用超链接的顶级配置测试。
夹持力子系统,阻尼变体
这个子系统模型之间的接触力爪和盒子非常僵硬的阻尼器,只有主动当盒子被钳子抓住手指。力子系统措施参考系之间的位移在爪和盒子来确定夹具可以抓住盒子。如果它能,阻尼变得活跃。
这是力量的一种抽象表示。简化的假设计算非常有效。它假定盒子会非常,非常缓慢的爪。它不考虑的具体几何手指或爪本身——一个偏差框可以掌握使用这种力量。
有两种方法来测量盒子的速度沿着正常的爪的手指。一措施对参考系的钳子住房。另以相对速度的差异对每个手指,让箱子移动相对于爪住房。
夹持力子系统,点球变体
这个子系统模型之间的接触力爪和盒子之间的硬弹簧阻尼爪的手指和一个正方形表面上的多个点上的盒子。这需要更多的计算,但更现实的方法是模型的接触力。它可以模型盒子和夹具偏差的情况。
输入子系统
这种变体子系统配置输入到机器人手臂系统。变异是配置为允许系统的各个组件的单元测试。
的控制变体实现监控整个系统的逻辑。的信号变异是一种开环测试,可以驱动任何或所有的关节和传送带。的样条函数变体是用来测试轨迹将箱子从一个皮带。的控制皮带变量允许闭环测试的传送带和开环测试机器人的手臂。
逻辑子系统
这个状态图实现了机器人手臂的监管逻辑,机器人抓手,传送带。信息从传感器模型来作为输入信号,并输出状态图的控制机器人手臂的运动和传送带。在仿真过程中,状态图动画显示活动状态在每一个图表。
所有四个状态图表是相互联系的。事件在一个状态图触发动作。例如,在状态图BeltIn带上,当光幕被阻塞,输入BeltIn_LC = 0。条件允许的BeltIn状态图转换BoxReady。随着BeltIn状态图转换BoxReady,带应关闭(BeltIn_En = 0)。事件GetBox将广播状态图吗机器人,导致状态图转换StartHome或家来GoBeltIn。进入状态GoBeltIn设置输出的方式控制命令发送给机器人关节。
仿真结果从Simscape日志记录
下面的图显示了当前youBot所有汽车的机械手臂。
下面的图显示了盒子的三维轨迹youBot机械手臂所感动。
下面的图显示了每个电机的转矩或迫使youBot机械手臂。
下面的图显示了youBot机械手臂的关节的位置。
下面的图显示了约束youBot机械臂各关节的力量。
