​一、本文介绍

本文以六自由度工业机器人为例，介绍利用ADAMS软件进行串联机器人运动学仿真的具体步骤

软件版本：adams2020

ADAMS模型导入，振动分析，以及MATLAB/SImulink联合仿真 流程笔记 - 哔哩哔哩

振动系统的虚拟样机模型及其模态仿真-电子工程世界

二、具体步骤

写在前面

1.所有导入、保存的文件路径必须是全英文；

2.快捷键：英文输入法下Z、T、R分别表示缩放、平移和旋转

仿真1：样条曲线输入动力学仿真

步骤一：物体设置Bodies

1.首先将在三维建模软件（如SolidWorks、Proe等）中建立好的机器人三维模型，另存为.x_t格式，并导入ADAMS软件。关节分别右键重命名为B0,L1,L2,L3,L4,L5,L6，设置材料为steel或aluminum

  

装配体按模型名称和部件名称导入的区别：

模型名称Model：按照装配零件个数导入，装配体7个零件，导入就是七个零件；

部件名称Part：将所有零件都汇总在同一个文件夹下，末端执行器可以按这个方式导入；

材料	中文
	铝 黄铜 碳纤维 0-90 环氧树脂复合材料 碳纤维预浸料 铸铁 铜 玻璃 玻璃纤维塑料 铅 镁 金属线缆 镍 橡胶带 不锈钢 钢 钛 钨 木材

加工路径

2.设置-工作格栅——设置定位（pick）-拾取B0中心点；设置方向-XZ方向

步骤二：连接设置Connection

1.本例中涉及6个转动关节，ABB IRB 6700-200 DH参数如图，根据机器人DH参数设置坐标。

关节旋转轴信息：

• 世界坐标系：J1 (z)、J2 (y)、J3 (y)、J4 (x)、J5 (y)、J6 (x)
• 关节局部坐标系：J2-J6 均绕 z 轴（J1 默认局部 z 轴对应世界 z 轴）

  

这里的C1~C3表示沿x，y，z平移距离；A1~A3表示绕x，y，z旋转，是弧度制。如：A1=3.1415926536 表示绕x转180°，A2=1.5707963268 表示绕y转90°。设置完可以测量一下末端坐标 [ 1.6625, 0, 2.105 ] 验证正运动学。

图标太小可以放大，【设置属性】选择运动副，下面的下拉列表选【图标比例】，输入2。

关节1-6参数：

步骤三：驱动设置Motions

在实际建模中，位移驱动 + STEP 函数 是最常用的组合，尤其适合运动学仿真；若需分析驱动力矩，则可在运动学仿真后切换为“力驱动”进行逆动力学分析。

步骤四：力设置Forces

一般只设置重力，如果需要引入柔性，可以设置弹簧扭矩。ADAMS 中 “刚性运动驱动” 和 “柔性力矩驱动” 的核心区别：

驱动类型	旋转副位移驱动	柔性力矩驱动
核心逻辑	直接强制关节按角度 - 时间曲线运动，是位置约束	通过力矩 “推动” 关节跟踪目标角度，是力控制
输入数据类型	角度 - 时间样条	力矩 - 角度样条（或力矩 - 时间样条，需建立角度→力矩映射）
适用场景	刚性关节模型，无需考虑弹性变形	柔性关节模型，弹簧阻尼可生效

如果是刚性关节，按照前面添加【连接】里的转动副；

如果是柔性关节，需要先设置扭转弹簧阻尼器，再设置力矩驱动。关节1-6扭转弹簧阻尼器坐标设置同上；添加【力】里的力矩，构建方式默认[垂直于格栅]，也就是绕z轴的单向力矩，可应用于关节1，但不适用于其他关节，所以关节2构建方式选[选取特征]，靠近标记点Marker的位置选择z方向。

实验采集的只能设置有时间-角度

430*(CUBSPL(time,0,Joint1,0)*(pi/180) - AZ(MARKER_4, MARKER_1)) + 110*(D(CUBSPL(time,0,Joint1,0)*(pi/180), time) - WZ(MARKER_4, MARKER_1))

步骤五：单元设置Elements

将 MATLAB 或实验采集的通过逆运动学求解的各关节角度值表，将其导出并保存为.txt或.csv格式，然后将其导入到 ADAMS 中生成样条曲线，最后在各个驱动上添加相应的驱动函数。

注意：独立的列索引填1，表示第1列作为x输入，剩下的列作为y输入；如果填2，表示第2列作为x输入，剩下的列作为y输入。

驱动函数设置：

图中第3步下拉列表选样条，第5步点击辅助后“第一自变量”填time，样条函数名称选对应关节，点“确定”或“应用”（只点其中一个！不然会重复出现两个样条函数！）在Function Builder里显示的函数后再手动输入*(pi/180)，因为默认adams单位是弧度，导入的表格单位是角度，需要转换。

-CUBSPL(time,0,Joint1, 0)*(pi/180)

步骤六：测量设置Measure

• 动力学仿真中常用的物理量术语说明：

连杆参数L_1~L_6	关节参数JOINT1~JOINT6
CM Position、CM Velocity、CM Acceleration：质心位置、质心速度、质心加速度 CM Angular Velocity：质心角速度 CM Angular Acceleration：质心角加速度 Kinetic_Energy：动能 Translational_Kinetic_Energy：平动动能 Angular_Kinetic_Energy：转动动能 Angular_Momentum：角动量 Translational_Momentum：平动动量 Angular_Momentum_About_CM：关于质心的角动量 Potential_Energy_Delta：势能变化量	Element_Force：单元力 Element_Torque：单元力矩 Translational_Displacement：平动位移 Ax_Ay_Az Projection_Angles：Ax_Ay_Az 投影角 Translational_Velocity：平动速度 Translational_Acceleration：平动加速度 Angular_Velocity：角速度 Angular_Acceleration：角加速度

步骤七：后置处理器PostProcesser

在【文件名称】输入文件要保存的路径、文件名、文件格式；在【绘图】中选择要导出的曲线图

仿真2：matlab与adams联合仿真

介绍ADAMS与Matlab的联合仿真功能，通过MatlabSimulink向ADAMS中的机器人模型输入控制参数（抛光力、下压量与主轴转速，期望轨迹），在ADAMS中实现仿真功能，并将ADAMS仿真结果数据（末端三向的振动值）输出到Matlab中。

步骤1：adams设置

打开需要进行仿真的ADAMS模型，本文使用的是六自由度工业机器人模型，建模过程可参考前文，在上一文中我们直接在ADAMS中给出了机器人的末端轨迹，在这里我们只在ADAMS中建立机器人的运动学关系，轨迹参数由MATLAB中输入。

在ADAMS中建立变量，用于与MATLAB进行数据交互；建立传感器:并非真的传感器，而是根据传感器的测量原理，利用相关函数测量坐标系之间的关系实现对真实传感器的模拟。

系统单元：建立机器人末端轨迹的3个控制参数变量，Force（抛光力），Press（下压量）和SpindleSpeed（主轴转速）；数据单元：轨迹规划对应的关节运动角度直接导入实验采集的值。作为MATLAB向ADAMS的驱动值；

建立末端振动数据变量，End_x，End_y，End_z作为ADAMS向MATLAB的数据反馈值；

    

步骤2：matlab设置

打开MATLAB，在MATLAB中输入工程目录下生成的文件的文件名如Control_Plant_3,回车MATLAB如下，然后输入adams_sys回车，打开如下的一个窗口

没做出来。。。。

参考：

文件说明

 文件1：

列	1	2-4	5-8	9-14	15	16	17
含义	时间戳	末端坐标 X 、Y、Z	四元数 Q1 ~ Q4	六轴角度 θ1 ~ θ6	L：压缩量	F：抛光力	标识位

时间戳说明：

1.常见时间戳：在线时间类型转换

2.这里的时间戳：.NET DateTime.Ticks格式

从时间戳的间隔来看，数据采样频率为10hz

 文件2：

三、参考资料

1.ADAMS串联机器人仿真与轨迹规划【附源文件】_adams机械臂轨迹规划-CSDN博客

2.ADAMS 机械臂抓取物体动力学分析仿真实例_哔哩哔哩_bilibili

3.https://blog.csdn.net/doudou2weiwei/article/details/141060100

4.