一种机器人大臂机构的结构优化.pdfVIP

第 5期 机械设计与制造 2011年 5月 Machinery Design Manufacture 167 文章编号 ：1001—3997(2011)05—0167一O1 一 种机器人大臂机构的结构优化 薄少军 田 娟 (内蒙古科技大学，包头 014010) Structureoptimizingofthebasearm oftherobot BOShao-jun，TIANJuan InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology，Baotou014010，China) 【摘 要】针对机器人大臂机构中存在的个别构件强度不足、安全生『不够，以及其它一些构件强度、刚 度储备过大，造成整体结构过于笨重等问题，利用有限单元法对各构件进行变厚度分析，得到厚度与强度 之间的变化曲线，并利用这些结果进行结构优化，对大臂机构中的关键构件进行改进设计，在不改变总体 结构和满足强度、刚度要求的前提下，通过改变各板的厚度，调整整个装置质量的分配，得到 良好的刚度、 强度匹配，既保证了构件和机构整体的安全性，叉提高了经济．J陆。工程实践证明，这种技术路线是可靠的。 关键词：机器人；有限单元法；优化 ．_ A【bstract】／nordertosolvetheproblemsexistinginthebasearmlikeinsufficientstrengthand瑚e— curityinSOlTteprats．whilethestrengthandstfifnessinsD othercomponentsraetoogreatthatmayleadto excessiveheavyofthewholestructure．etc．thefiniteelementmethodsiappliedOnthenaalysisofvraiable thicknessineachcomponent，SOas togetacuruebetweenthethicknessandstrength，whichresultsshdlbe utilizedtooptimizethestructureandimprovethe如s forkeypartsof thebaseram．Withoutchnagingthe overallstructure，butsatisfytherequirementsforstrenghnadstiffness，abetterstfifnessandintensitypair couldbeobtainedbymodfiyingthethicknessoftheplatesnadtheallocationof，麟 s．Thus．thesecurityof thecomponentsandthewholestructuresiguraanteedandthecostsireduced．Engineeringpracticeproves thatthistechnciolroutesirelibafe． Keywords：Robot；Finite-elementmethod；Optimize 中图分类号：TH16，TP242．2 文献标识码：A 1引言 2_2其余杆件分析 从有限元分析的结果[-难发现，一方面，个别构件强度不足， 其余杆件上所受的最大应力均远小于许用值，造成材料的 安全I生不够；另一方面，机器人大臂机构整体和所属的其他一些构 浪费，有必要对其进行优化 ，具体方法同上，不再赘述。 件的强度、刚度储备很大，造成结构笨重。为解决这些问题 ，必须对 其进行优化设计，在优化设计中应该同时满足以下几个要求：(1) 强度