多域建模有助于自动引导车辆的运动

Clearpath Robotics公司的产品包括便携式和高成本效益的环境水数据自动化收集系统(翠鸟)和坚固易用的快速原型无人地面车辆(赫斯基)，该公司在复杂和不断增长的机器人领域正在取得进展。Clearpath的机器人专家专注于自动引导车辆(AGV)的设计和控制，他们的AVG系统被北美一些领先的技术机构用于尖端工业和军事应用。鉴于其产品的多面性，该公司面临的一个重大挑战是系统的设计和建模。

Clearpath Robotics的CTO Ryan Gariepy说:“每个相互关联的系统都必须单独建模，并集成到最终设计中。”“我们同时在不同的领域工作，每个系统都涉及大量的建模和原型设计。”软件可用于“高效的多域系统建模，它有可能完全改变我们设计机器人的方式。”

物理建模和仿真软件使用复杂的符号计算引擎来处理工程模型开发中涉及的所有复杂数学。直观的多域建模和仿真环境包括机械、电气、液压、热和信号流系统。

从教育机器人到全地形车辆，包括包含能量存储和运动学配置的驱动系统和使用动力传输的执行器，从有效载荷到多地形系统，设计每个机器人都给Clearpath团队带来了自己的挑战。此外，为了最大限度地提高效率，工程师们不断地尝试整合他们所使用的所有系统的模型。

再加上新的行业趋势。前几代机器人在理想的室内条件下，在混凝土或瓷砖地板上工作，而今天的全地形机器人在沙子、泥浆和水中工作。因此，越来越需要在现代机器人中包括传感、处理和通信等功能。此外，还有额外的移动挑战，如平衡机器人在平坦表面上快速移动克服障碍的能力。所有这些挑战都意味着在设计、建模，当然还有性能方面的新障碍。它们需要大量具有多次设计迭代的复杂模型，阻碍了工程师在成本分析、建模和设计方面探索进一步途径的能力。

三维多体动力学和多域建模能力有助于克服这些挑战。其他类型的软件“仍然需要手动耦合到我们的模型和设计过程中。使用这些工具也意味着我们必须有每个领域的专家来处理特定的组件。”该软件消除了这些障碍。“每个人都可以在一个模型上工作。这就是为什么我们非常兴奋，”加里皮说。

Clearpath经常需要根据一组新的要求、不同的表面条件、机器人的大小和形状或性能标准来设计机器人。软件模型可以高度参数化，因此它们为创建新设计提供了理想的快速原型环境。他们构建基本模型，其中许多传统上被赋予固定值的元素实际上被实现为符号参数，这样他们就可以轻松地探索改变这些设计元素的效果，而不需要创建新模型。使用这些基本模型，他们可以调整参数以满足新的条件，并立即获得新设计的起点，然后他们可以进一步完善。

使用比其他方法更少的方程是有用的，使用更多的符号方法，这“可以处理繁重的工作并快速计算”。这就是我们在工具中所寻找的，”Gariepy总结道。

Paul Goossens是Maplesoft公司应用工程副总裁。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程，设备工程,Consulting-Specifying工程师．联系霍斯克的电话是mhoske@cfemedia.com

www.maplesoft.com

https://www.clearpathrobotics.com

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。