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自动打磨机器人结构优化方案与结果分析

自动打磨机器人结构优化方案与结果分析

1、自动打磨机器人结构优化方案

自动打磨机器人整体重量越大,对吸附能力以及驱动能力的要求越大,进而造成吸附模块以及驱动部分重量增大,所以在满足自动打磨机器人静动态特性不变的情况下,应该尽量减小自动打磨机器人整体结构的尺寸和重量。

本章对设计的自动打磨机器人整体结构进行了静动态特性分析结果表明自动打磨机器人整体结构强度和刚度较好,不需要在结构方面做出较大的调整但模态分析中发现自动打磨机器人整体结构阶模态和二阶模态振动主要体现在吸附机构的左右摆动,这会对吸附力造成一定的影响。

因而需要考虑到吸附机构动态性能的增强,在保证静动态特性不减弱的情况下,应该考虑自动打磨机器人整体尺寸减小、重量的减轻以及吸附机构动态性能的增强为优化目标,基于上述分析现主要对自动打磨机器人整体结构中以下几个部分进行改进,减小自动打磨机器人车体长度和宽度,自动打磨机器人车轮中间部分设计成圆孔辐板式,将自动打磨机器人两侧吸附模块利用铝合金板进行固定,具体如图5·B所示:

2、自动打磨机器人优化结果分析

(1)机构属性对比

表53是优化前后自动打磨机器人车体结构尺寸与自动打磨机器人整体重量值的列表,从表中可以看出优化后自动打磨机器人整体长度减少了50%车体宽度减少了01%整体质量都有减小了58%,结构更加紧凑,更加节省了材料。

(2)静态分析结果对比

从图中可以看出,自动打磨机器人整体结构应力最大值为45.806MPa,比原方案小,且自动打磨机器人整体结构强度满足设计要求。

(3)模态分析对比

表5-4是优化前后自动打磨机器人结构模态分析的结果。从频率值对比总可以看出,优化后自动打磨机器人整体结构的频率值明显增大,其动态性能有了显著的增强。

利用有限元对自动打磨机器人整体结构进行了静力学分析、模态分,析、以及谐响应分析,并根据仿真分析结果对自动打磨机器人进行了结构优化,原方案静动态分,析结果表明,自动打磨机器人整体结构强度和刚度满足要求,整体结构动态性能较好,优化后的,自动打磨机器人车体尺寸有所减小,但整体结构强度和动态性能明显增强。