主权项 |
一种装配机器人臂部结构的轻量化设计方法,其特征在于:将多体动力学仿真与有限元仿真相结合,得到臂部运动周期内应力最大的载荷工况,并以该载荷工况进行结构的拓扑优化设计,得到臂部结构的最轻量化设计;所述的机器人包含一大臂(2)、小臂(3)以及其他零部件;所述的轻量化设计方法具体包含以下步骤:S1、对初始设计机器人进行多体动力学仿真,得到一个运动周期内小臂(3)的载荷;S2、进行多体动力学与有限元联合仿真,得到一个运动周期内小臂(3)的应力情况;S3、以步骤S2中小臂(3)应力最大时的载荷作为小臂(3)结构优化的载荷,以小臂(3)重量最小化为优化目标,进行小臂(3)的结构拓扑优化;S4、根据步骤S3的优化结果,进行小臂(3)的结构详细设计;S5、将优化后的小臂(3)替换步骤S1中初始设计机器人的小臂(3),对优化后的机器人进行多体动力学仿真,得到一个运动周期内大臂(2)的载荷;S6、进行多体动力学仿真与有限元联合仿真,得到一个运动周期内大臂(2)的应力情况;S7、以步骤S6中大臂(2)应力最大时的载荷作为大臂(2)结构优化的载荷,以大臂(2)重量最小化为优化目标,进行大臂(2)的结构拓扑优化;S8、根据步骤S7的优化结果,进行大臂(2)的结构详细设计。 |