实验简介：虚拟样机技术是进行产品数字化设计的核心技术，是机械工程、控制工程、航天工程等领域工程技术人才必须掌握的技术之一，机器人移动机构是典型的复杂机械系统，具有机构运动复杂、系统集成度高、工作环境多变等特点，有很高的运动学和动力学特性要求。本实验以轮式空间机器人移动机构为对象，综合利用RecurDyn虚拟样机系列软件、轮式机器人移动机构创新设计组合、运动学和力学传感器进行机器人机构构形设计与性能分析。

实验功能：

（1）基于模块化设计思想，采用轮式机器人模块组合的方法，基于三维设计软件SolidWorks建立轮式机器人整机设计模型,如图1所示;

（2）基于虚拟样机设计与分析软件RecurDyn和控制系统仿真软件Matlab/SimuLink建立轮式机器人虚拟样机（含机械系统和控制系统），建立轮式机器人移动性能的数学评价模型,如图2所示；

图1  机器人构型设计

图2  机器人虚拟样机建模

（3）基于所建立的虚拟样机和评价模型，进行机器人机械系统和控制系统的联合仿真，对机器人的运动学和动力学特性进行分析和虚拟试验，研究地面与轮系的相互作用力及其对机器人移动性能影响，研究机器人在复杂地形环境下的移动性能。

图3  机器人虚拟实验

（4）制定试验方案，对机器人移动机构整机运动学、动力学特性进行测试和分析技术，提交轮式空间机器人移动机构虚拟样机模型和实验分析报告。

图4  测试与分析

实验效果：

（1）培养机械系统创新设计、虚拟样机建模和分析能力;

（2）熟悉常见机械量的测量方法和技术，熟练掌握测试设备的使用；

（3）掌握机器人移动机构整机运动学、动力学特性的测试和分析方法；

（4）掌握复杂机器人移动机构的运动控制方法。