一种软体机器人动力学仿真方法技术

本发明专利技术提供了一种软体机器人动力学仿真方法，涉及机器人仿真技术领域。本发明专利技术所述的软体机器人动力学仿真方法，包括：在RecurDyn仿真软件中建立软体机器人有限元模型；将地面仿真模型导入到所述RecurDyn仿真软件中，以建立软体机器人足底与地面之间的软体足

【技术实现步骤摘要】
一种软体机器人动力学仿真方法


[0001]本专利技术涉及机器人仿真
，具体而言，涉及一种软体机器人动力学仿真方法。

技术介绍

[0002]软体机器人包括可移动行走的软体足式机器人、软体爬行机器人，以及主要驱动部件或主要结构是软体材料的刚柔耦合机器人。通过仿真可以为软体机器人的设计、制造以及实验提供改进和结构优化方案。
[0003]现有仿真软件难以实现软体机器人的模型仿真，传统的有限元软件如ANSYS、ABAQUS和COMSOL只能实现准静态的仿真，无法实现软体机器人的动力学运动仿真和运动控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题是如何实现软体机器人的动力学仿真。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种软体机器人动力学仿真方法，包括：在RecurDyn仿真软件中建立软体机器人有限元模型；将地面仿真模型导入到所述RecurDyn仿真软件中，以建立软体机器人足底与地面之间的软体足
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地接触力学模型；对软体机器人进行运动规划，以基于所述软体足
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地接触力学模型实现所述软体机器人在不同地面上的软体运动仿真。
[0006]本专利技术所述的软体机器人动力学仿真方法，通过RecurDyn多体动力学仿真软件与其他软件的联合动力学仿真，实现了基于足地接触力学的软体机器人的运动仿真，通过仿真结果能够为软体机器人的设计、制造以及实验提供改进和结构优化方案，有效节约实验成本。
[0007]可选地，所述在RecurDyn仿真软件中建立软体机器人有限元模型包括：在所述RecurDyn仿真软件中建立软体机器人的三维模型，并在所述RecurDyn仿真软件的Mesh模块中划分有限元网格以建立所述软体机器人有限元模型。
[0008]本专利技术所述的软体机器人动力学仿真方法，通过在RecurDyn仿真软件的Mesh模块中划分有限元网格以建立软体机器人有限元模型，进而能够实现基于足地接触力学的软体机器人的运动仿真。
[0009]可选地，所述在所述RecurDyn仿真软件中建立软体机器人的三维模型包括：在所述RecurDyn仿真软件中直接建立所述软体机器人的三维模型，或者，在SolidWorks、CATIA或ProE中建立所述软体机器人的三维模型后，将对应的三维模型文件导入到所述RecurDyn仿真软件中。
[0010]本专利技术所述的软体机器人动力学仿真方法，通过不同的方式建立软体机器人的三维模型，进而能够建立软体机器人有限元模型。
[0011]可选地，在所述Mesh模块中划分所述有限元网格后，所述软体机器人动力学仿真
方法还包括：在所述RecurDyn仿真软件的FFlex模块的Properties/Material功能模块中设置材料属性。
[0012]本专利技术所述的软体机器人动力学仿真方法，通过设置软体机器人的材料属性，可以实现不同材质的软体机器人的动力学仿真。
[0013]可选地，在建立所述软体机器人有限元模型后，所述软体机器人动力学仿真方法还包括：利用Marker功能模块、Output功能模块和SetNode功能模块选取点集以添加数据采集点；利用Set Patch功能模块选取面以对受力面进行设置；利用Professional/Joint功能连接不同软体足或者连接软体机器人与其他部分。
[0014]本专利技术所述的软体机器人动力学仿真方法，通过受力面设置、点集设置和连接设置，有利于后续仿真测试的顺利开展。
[0015]可选地，所述将地面仿真模型导入到所述RecurDyn仿真软件中，以建立软体足
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地接触力学模型包括：建立所述地面仿真模型并导入到所述RecurDyn仿真软件中；设置地面与软体机器人足底的接触，根据地面信息推导出所述软体足
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地接触力学模型的法向力与切向力的公式，根据所述公式计算足地力数值并导入到所述RecurDyn仿真软件中；在所述RecurDyn仿真软件的FFlex模块的Contact功能模块中根据两个接触面的不同以及接触面的材质的不同选择相应的接触方式。
[0016]本专利技术所述的软体机器人动力学仿真方法，通过导入地面仿真模型建立软体足
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地接触力学模型，将软体足
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地接触力学模型加入到仿真环境中，进而有利于后续仿真测试的顺利开展。
[0017]可选地，所述将地面仿真模型导入到所述RecurDyn仿真软件中，以建立软体足
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地接触力学模型还包括：对于不同地面信息所对应的软体足
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地接触力学模型，利用Visual Studio对所述RecurDyn仿真软件进行二次开发以完成所述软体足
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地接触力学模型的建立。
[0018]本专利技术所述的软体机器人动力学仿真方法，利用Visual Studio对RecurDyn仿真软件进行二次开发以完成软体足
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地接触力学模型的建立，实现了软体机器人在不同地质与地形的地面上的动力学仿真。
[0019]可选地，所述对软体机器人进行运动规划包括：利用Matlab软件对软体机器人施加控制指令进行步态控制，使所述软体机器人在多地形环境上进行运动，并向所述Matlab软件输入状态反馈，根据所述状态反馈对所述控制指令进行修改。
[0020]本专利技术所述的软体机器人动力学仿真方法，通过RecurDyn多体动力学仿真软件与Matlab的联合动力学仿真，实现了基于足地接触力学的软体机器人的运动仿真。
[0021]可选地，所述对软体机器人进行运动规划还包括：通过与Particleworks软件的联合仿真实现软体机器人在流体环境的动力学仿真，通过与EDEM软件的联合仿真实现软体机器人在颗粒介质中的动力学仿真。
[0022]本专利技术所述的软体机器人动力学仿真方法，通过RecurDyn多体动力学仿真软件与Particleworks软件、EDEM软件的联合动力学仿真，实现了基于足地接触力学的软体机器人的运动仿真。
[0023]可选地，所述利用Matlab软件对软体机器人施加控制指令进行步态控制包括：利用Matlab软件的控制器模块对所述软体机器人各个部分的驱动力函数进行设置，并将控制
指令输入所述软体机器人以完成软体机器人的运动规划。
[0024]本专利技术所述的软体机器人动力学仿真方法，通过Matlab软件的控制器模块对软体机器人各个部分的驱动力函数进行设置，并将控制指令输入软体机器人以完成软体机器人的运动规划，实现了RecurDyn多体动力学仿真软件与Matlab的联合动力学仿真。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例的软体机器人动力学仿真方法的流程图；
[0026]图2为本专利技术实施例的软体机器人动力学建模与仿真的流程图；
[0027]图3为本专利技术实施例的软体机器人联合仿真的系统框图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软体机器人动力学仿真方法，其特征在于，包括：在RecurDyn仿真软件中建立软体机器人有限元模型；将地面仿真模型导入到所述RecurDyn仿真软件中，以建立软体机器人足底与地面之间的软体足
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地接触力学模型；对软体机器人进行运动规划，以基于所述软体足
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地接触力学模型实现所述软体机器人在不同地面上的软体运动仿真。2.根据权利要求1所述的软体机器人动力学仿真方法，其特征在于，所述在RecurDyn仿真软件中建立软体机器人有限元模型包括：在所述RecurDyn仿真软件中建立软体机器人的三维模型，并在所述RecurDyn仿真软件的Mesh模块中划分有限元网格以建立所述软体机器人有限元模型。3.根据权利要求2所述的软体机器人动力学仿真方法，其特征在于，所述在所述RecurDyn仿真软件中建立软体机器人的三维模型包括：在所述RecurDyn仿真软件中直接建立所述软体机器人的三维模型，或者，在SolidWorks、CATIA或ProE中建立所述软体机器人的三维模型后，将对应的三维模型文件导入到所述RecurDyn仿真软件中。4.根据权利要求2所述的软体机器人动力学仿真方法，其特征在于，在所述Mesh模块中划分所述有限元网格后，所述软体机器人动力学仿真方法还包括：在所述RecurDyn仿真软件的FFlex模块的Properties/Material功能模块中设置材料属性。5.根据权利要求2所述的软体机器人动力学仿真方法，其特征在于，在建立所述软体机器人有限元模型后，所述软体机器人动力学仿真方法还包括：利用Marker功能模块、Output功能模块和SetNode功能模块选取点集以添加数据采集点；利用Set Patch功能模块选取面以对受力面进行设置；利用Professional/Joint功能连接不同软体足或者连接软体机器人与其他部分。6.根据权利要求1所述的软体机器人动力学仿真方法，其特征在于，所述将地面仿真模型导入到...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁亮，牛丽周，高海波，苏杨，陈日昂，邓宗全，杨怀广，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：