運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析對機(jī)械臂的研究具有很重要的作用。以往對機(jī)械臂的研究方法均需要建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和程序，而 SimMechanics 具有簡單、快捷獲取動態(tài)系統(tǒng)的模型的功能，并且系統(tǒng)建模方便直觀，仿真功能強(qiáng)大，可以在模型中通過改變結(jié)構(gòu)，優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，在仿真環(huán)境中分析結(jié)果。利用 SimMechanics 的上述優(yōu)點，以工業(yè)六自由度機(jī)械臂 EＲ10 為研究對象，將 SolidWorks 建立好的機(jī)械臂 EＲ10 模型導(dǎo)入到 MATLAB/ SimMechanics 仿真平臺中，生成對應(yīng)的仿真模型，并且在運(yùn)動仿真平臺中，通過在機(jī)械臂模型添加末端位姿信號和各個關(guān)節(jié)信號 （ 角度函數(shù)，力矩值） ，全面地對機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析。

　　隨著工業(yè)機(jī)械臂的發(fā)展，工業(yè)機(jī)械臂越來越廣泛地被運(yùn)用于工業(yè)各個領(lǐng)域。而機(jī)械臂本身是一個復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)，設(shè)計出來的機(jī)械臂的機(jī)電系統(tǒng)，需要包含驅(qū)動力/力矩和驅(qū)動器。在設(shè)計機(jī)械臂控制系統(tǒng)時，我們需要獲得每個部分的數(shù)學(xué)模型，每個電機(jī)的所需要扭矩和旋轉(zhuǎn)角度，并預(yù)計機(jī)械臂的運(yùn)動位置。現(xiàn)以六自由度工業(yè)機(jī)械臂 EＲ10 為研究對象，基于 MATLAB / SimMechanics 仿真平臺進(jìn)行仿真研究。EＲ10 機(jī)械臂末端負(fù)載為 10 kg，可以應(yīng)用于噴釉，拋光打磨等行業(yè)。SimMechanics 仿真平臺最大的特點是： 不需要去建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型和編制復(fù)雜程序; 系統(tǒng)建模方便直觀，仿真功能強(qiáng)大; 可以通過改變結(jié)構(gòu)，優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，在仿真軟件環(huán)境中分析結(jié)果。這些特點大大減輕建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真模型這一過程的工作量，研究機(jī)械臂時可以通過這種簡單、快捷的方法來獲取機(jī)械臂的動態(tài)系統(tǒng)的模型。SimMechanics 包含一個 模 塊 庫 和 特 殊 的 仿 真 接 口 （ 傳 感 器 和 驅(qū) 動塊） ，這些 模 塊 將 SimMechanics 模 塊 和 Simulink 環(huán)境相銜接。文中將六自由度機(jī)械臂三維模型導(dǎo)入至 SimMechanics 仿真平臺中，生成對應(yīng)的仿真模型，并在仿真模型的關(guān)節(jié)上添加關(guān)節(jié)角度信號，進(jìn)行機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)正解分析; 添加末端位姿信號，進(jìn)行機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)反解分析; 添加關(guān)節(jié)力矩和末端位姿信號，進(jìn)行機(jī)械臂動力學(xué)正解分析; 添加關(guān)節(jié)角度信號，進(jìn)行機(jī)械臂動力學(xué)反解分析。仿 真 流 程 圖 如 圖 1 所示。