ロボットの解析

2012.8.30 Analysis of Robots



ロボットの解析


慣例上ロボットの解析は複合的な方法、すなわちマルチボディダイナミックスと運動解析ソフトウェアを用いて行われます。柔軟性の効果は、例えば柔軟体の統合を用いて別々に考慮されます。

ここでADINAを使って全体を解析したいくつかのロボットの事例を紹介します。ロボットの腕とつかみ部はADINAの大変形のソリッド要素とシェル要素でモデル化されます。また接触条件も含まれます。

ADINAを用いることにより、剛性体と柔軟体の部分と全体的なシステムは直接モデル化され、一つの解析実行の中に含まれ、その中で正確な応力の結果を得ることができます。

                                            慣性効果の非常に小さい軽いブロックを運搬するシェル要素のロボット



非常に大きな変位と回転をもって動く完全なロボットの解析を可能にするADINAの新しい開発は、アライメント要素を用いたジョイントのモデリングです。 アライメント要素の回転方向を定めることによって、ロボットの運動自体を定めることができます。

動画では、シェル要素とソリッド要素を用いてモデル化したロボットの腕をお見せしています。 動的な条件を仮定して、解法ではBatheの時間積分が用いられます。

          慣性効果が考慮される重いブロックを運搬するシェル要素のロボット



下に組み立ての分解図を示します。

それぞれの関節は、リジッドリンクとアライメント要素を用いてモデル化されます:

ロボットが重いブロックを運ぶときの慣性効果による柔軟性が見てわかります。

また、ADINAの大変形ビーム要素は、ロボット解析における典型的な大きな運動を簡単に表現することができます。簡単にセットアップし、実行も軽くなるため、ビーム要素によって迅速に試作することが可能です。ビーム要素によってモデル化されたロボットのアニメーションを下に示します。





ADINA V8.9の新しいアライメント要素はとても強力で、工学と科学において多くの興味深いモデリングの可能性を提供します。実際の剛性や柔軟性を持つロボットのモデリングを一つのアプリケーションの中で実現します。


Keywords:

ロボット、剛体力学、柔軟性、大変形、有限要素、剛体と柔軟体の結合解析、接触、シェル、ビーム、マルチフィジックス