白酒码垛机器人静力学分析与结构优化

以白酒码垛机器人为研究对象,利用SolidWorks建立了白酒码垛机器人后臂的三维模型。采用ABAQUS软件对自动码垛机器人重要部件的有限元模型进行静力结构分析,获得了重要部件的应变、应力云图,并根据分析结果优化其结构。优化结果表明:改进后的后臂变形由0.486 4 mm降低到0.090 69 mm,优化增加了码垛机器人的静刚度,满足材料要求的应变范围。该分析方法对自动码垛机器人的设计与改进具有一定的指导意义。     

四轴工业机器人运动控制与视觉码垛

针对基于平行四连杆机构的码垛机器人运动控制与视觉抓取的问题,进行了相关运动学和视觉算法的研究。码垛机器人本体采用双四连杆结构,二轴驱动采用一组四连杆结构、三轴驱动采用一组四连杆结构,一轴及四轴由电机带动减速器直接驱动。在根据码垛机器人的结构特点,首先,建立了基于MDH法的连杆坐标系,其次从正、反运动学建模两个方面对拟人手臂进行了运动控制描述。然后,提出了一种Hough-链码视觉识别算法,以满足码垛机器人视觉功能需求。最后仿真结果表明,该码垛机器人可以有效解生产线上码垛作业问题。     

智能割草机器人结构设计与分析

为准确验证智能割草机器人升降结构运动特性和受力状态，文中采用了一种基于HyperMesh与ANSYS的联合分析方法。首先，使用Unigraphics NX进行运动特性分析，得出升降速度在0～24 mm/s范围内，升降距离在0～120 mm范围内，均满足设计需求。然后，使用HyperMesh与ANSYS软件进行仿真研究，对智能割草机器人关键部件进行静力学分析和瞬态动力学分析。静力学仿真分析结果表明，零件最大形变为0.05 mm,最大应力仅为11.9 MPa,其结果均在结构和材料允许范围。瞬态动力学分析结果表明，最大应力仅为13.1 MPa,结合应力和变形云图分析得出升降结构不会产生应力集中、材料强度不够等问题。     

关于矿用无轨胶轮车车架受力分析及优化的研究

利用Solidworks软件绘制车架模型,分析了无轨胶轮车在拐弯和路面不平整工况下车架的受力状态。结果发现:当由于里面不平导致左后车轮不受力时,车架位移变形和受力情况最为严重,最大位移值和应力值分别达到了9.762 mm和219.5 MPa。提出将后车架纵梁厚度增加8mm的优化方案,在相同工况条件下对应的最大位移值和应力值分别降低到了4.326 mm和168.3 MPa,优化效果显著。     

铸件切割打磨机器人工作臂关键部件有限元分析

为保证铸件切割打磨机器人工作臂关键部件强度和零件材料选择的合理性,运用ANSYS Workbench软件对铸件切割打磨机器人工作臂关键部件进行静力学分析,有限元分析结果表明:砂轮切削打磨装置进行曲面切削打磨,承受左三向力极限载荷时,最大位移变形量为0.29332mm,发生在打磨头;最大等效应力为85.45MPa,发生在打磨头与打磨头固定位置左上侧,即结构强度和刚度满足砂轮切削打磨装置工作要求,为铸件切割打磨机器人结构设计和强度校核提供了参考。     

基于Pro/E软件的ZL30型装载机工作装置受力分析

为研究ZL30型装载机工作装置机械静力学特性，以及装载机工作运行时机体的受力情况，文中采用Pro/E软件计算下限铲掘工况各部件铰接点的受力并加以分析，对装载机工作过程中的受力最大时刻进行模拟。结果发现：其工作装置铰接点受力最大点集中在动臂与前车体的铰接点F点和动臂与动臂油缸的铰接点H点上。各个铰接点与前车体上铰接点距离越近，则受力越大；与铲斗铰接点距离越近，则受力越小。在对装载机的动臂和摇臂强度校核中，动臂在下限铲掘时，受力最大截面发生在横梁与H点铰接处，正应力值为61.13 MPa,剪应力值为8.37 MPa,两者均远小于许用应力值；摇臂在下限铲掘时，受力最大截面发生在铰接点B点所在的横截面，正应力值为7.27 MPa,剪应力值为0.71 MPa,两者也均远小于许用应力值，因此，装载机动臂和摇臂均满足强度要求。     

煤矿用履带式巷道修复机工作机构的仿真分析

在工作过程中,煤矿用履带式巷道修复机工作机构容易受到较大的冲击力,使薄弱部位产生变形甚至断裂.对修复机工作机构在挖掘工况下进行受力分析,建立煤矿用履带式巷道修复机的动臂和斗杆的三维模型,并利用有限元分析软件进行仿真分析.结果表明:煤矿用履带式巷道修复机动臂的最大应力为291.730MPa,最大位移为0.289 000mm,斗杆的最大应力为102.660 000MPa,最大位移为0.096 221mm,均满足强度和刚度要求,验证了结构设计的合理性.     

控制臂的受力分析与改进

为了提高悬架系统的综合性能,对自主研发的电动汽车悬架控制臂进行了分析与改进。首先,建立控制臂的三维模型并通过ADAMS提取控制臂3个铰接点的受力作为边界条件,并利用ANSYS对控制臂进行了有限元分析,得到了其变形和应力云图;其次,改进现有控制臂的几何形状以减小控制臂的峰值应力和峰值位移;最后,对改进前后的控制臂进行了对比分析。结果表明,改进后的控制臂峰值应力减少6.209MPa,峰值位移减少0.015 257mm,进一步保障了悬架系统的安全性,为悬架控制臂的结构改进提供了一定的参考依据。     

基于ANSYS的混联码垛机器人主要部件受力分析

一种混联码垛机器人主要由大臂和小臂组成,大臂的摆动与俯仰运动采用2-UPS/U并联构型来实现,小臂串联在大臂上。混联机器人整体刚度好、稳定性好,但并联结构的受力情况较复杂,因此需要对主要部件进行受力分析。采用ANSYS软件对混联码垛机器人的主要部件进行了受力分析,并制造了样机进行验证。     

曲轴复合加工中心主轴箱有限元分析

曲轴复合加工中心是一种高效加工曲轴的新型设备。建立曲轴复合加工中心主轴箱的三维模型,并分析其载荷及边界条件。以ANSYS软件作为分析工具,对曲轴复合加工中心主轴箱进行静力和模态分析,得到了应力云图、位移云图及前七阶模态。由分析可知,主轴箱的最大应力为18.272MPa,应变值为0.0044mm,应力和应变值均较小,固有频率大,动态特性好,满足机床设计要求且具有优化空间,为以后主轴箱结构改进、优化设计和动力修改提供了理论依据。     

液压支架关键部位数值模拟研究

利用数值模拟软件对液压支架整体受力情况进行研究,发现在顶梁偏载工况下与立柱接触的顶梁柱帽位置出现最大MISES应力值为608.8 MPa,最大位移为7.59 mm;而在顶梁扭转工况下顶梁上最大应力值为整机中的最大值,为750 MPa,最大的变形量为13.1 mm,同时通过对虚拟焊接下MISES应力值与一体化处理下焊缝应力值进行比较,确定了液压支架薄弱位置,为设备优化提供一定的保障。     

矿用液压支架掩护梁的受力分析及结构优化

掩护梁是液压支架重要的承力结构件,工作中容易因为受力过大而引发故障问题.以ZY4000型液压支架为例,开展了液压支架掩护梁结构的受力有限元分析研究,结果发现,掩护梁工作时存在显著的应力和位移变形集中现象,应力和位移变形最大值分别为858.89 MPa和18.812 mm.通过对应力和位移变形较大的部位增加厚度及较小部位减小厚度的方式,对掩护梁进行结构优化改进,优化后掩护梁的最大应力值降低到338.64 MPa,使其结构使用寿命提升了20％以上,对提高液压支架的作业安全性具有重要作用.     

矿用液压支架掩护梁的受力分析及结构优化

掩护梁是液压支架重要的承力结构件,工作中容易因为受力过大而引发故障问题.以ZY4000型液压支架为例,开展了液压支架掩护梁结构的受力有限元分析研究,结果发现,掩护梁工作时存在显著的应力和位移变形集中现象,应力和位移变形最大值分别为858.89 MPa和18.812 mm.通过对应力和位移变形较大的部位增加厚度及较小部位减小厚度的方式,对掩护梁进行结构优化改进,优化后掩护梁的最大应力值降低到338.64 MPa,使其结构使用寿命提升了20％以上,对提高液压支架的作业安全性具有重要作用.     

焊接机器人大臂的结构分析与优化设计

对焊接机器人的大臂进行结构分析,得到了焊接机器人大臂的动态应力云图和静态应力云图。根据结构分析结果,结合设计经验,对焊接机器人的大臂进行优化设计。仿真结果显示,优化设计后的焊接机器人大臂在静态变形增大1.5%,3阶固有频率降低24%的情况下,动态变形减小8.3%,动态应力减小37.2%,静态应力减小75.2%,质量减小11.7%,1阶固有频率提高133.5%,2阶固有频率提高38.9%。仿真结果表明,所采用的结构分析与优化设计方法具有较好的优化效果和工程实用性。     

采用SolidWorks的高速重载码垛机器人的静力学分析和结构优化

以所设计的一种四自由度高速重载码垛机器人为研究对象,建立其简化三维模型。采用机械仿真设计软件Solid-Works Simulation工具首先对模型中零件底座、末端执行器进行静力学分析,并根据分析结果优化其结构,然后对整机在最大载荷情况下的几个典型位姿进行分析,得到整机在工作空间内的应力、应变和位移云图,并进一步优化杆类零件壁厚。对零件的优化提高了码垛机器人的静刚度和动力学性能,通过对整机的分析得到了码垛机器人在工作空间内的静刚度分布特性,为码垛机器人的设计提供了参考依据。     

盾构机滚刀刀箱受力分析与结构优化

根据盾构机滚刀刀箱的受力特点,利用有限元分析软件对等效应力、最大变形量及最大应力进行仿真分析,根据仿真结果,刀箱最大等效应力为38 MPa,最大变形量为0.0273 mm,安全系数为8.3,现有刀箱结构及材料能够满足施工的需要。根据分析结果对刀箱结构进行了优化,并利用有限元分析软件对优化后的刀箱进行受力分析,结果显示,优化后的刀箱最大等效应力为33 MPa,最大变形量为0.0166 mm,安全系数为9.55;优化前后刀箱最大等效应力降低了13.2%,最大变形量减少了39.2%,安全系数增加了15.1%,刀箱结构质量减少了8.6%,优化后的刀箱有利于保证整个盾构机的稳定运行。     

恒温无尘车间中重载运输机械臂的设计

针对某企业将开放式车间升级为封闭式恒温无尘化车间,设计了一种用于恒温无尘车间的大型棒料重载运输机械臂,满足棒料运输的准确性及运行稳定性要求。首先,利用SolidWorks和ADAMS软件构造虚拟样机,其次,通过建立刚柔耦合模型并仿真,以确认模型的有效性,并获得应力和变形云图;最后,对机械臂进行结构轻量化设计,减轻其质量,并促使其运转更加灵活流畅。仿真结果表明,优化后的重载机械臂最大变形由0.532 mm降至0.409 mm,最大应力由480.33 MPa降至237.67 MPa,降幅高达50.5%,A级机械臂减重7.6%。     

一种新型混联码垛机器人的静力学分析及结构优化

以所开发的一种新型混联码垛机器人为研究对象,建立其虚拟样机。应用Solid Works Simulation模块首先对样机中的动平台、回转台进行静态力学分析,根据分析结果进行改进;对混联码垛机器人在最大载荷下的几个关键位姿进行分析,得到其在工作空间内的应变、应力和位移云图。通过对关键零件的改进提高了混联码垛机器人的刚度和力学性能;对整机的分析得出了混联码垛机器人在它给定的工作空间内静刚度分布特点,为以后混联码垛机器人的进一步设计提供了参考。     

无轨胶轮车车架的优化设计

利用仿真模拟软件对无轨胶轮车车架模型进行绘制，同时分析胶轮车在弯路以及颠簸路面两种运行路况下的受力情况。结果表明，在颠簸路面下车架最大变形量达到9.762 mm，最大应力达到219.5 MPa。通过将车架后侧纵梁增厚8 mm进行车架结构优化后再次进行模拟发现，最大变形量及应力值均显著降低，优化方案效果明显，值得实际推广应用。     

煤矿离心通风机叶轮结构性能研究分析

离心通风机是常用的煤矿通风设备,叶轮受到离心力及激振力的作用,对其结构性能具有较高的要求。采用有限元仿真分析的形式建立叶轮的分析模型,对其应力及变形进行模拟计算。结果表明,叶轮产生的最大应力为105.9 MPa,位于叶片的出口位置处,最大应力值小于材料的许用应力175 MPa;叶轮在径向上产生的最大变形量为0.19 mm,在周向上的最大位移为0.14 mm,变形量整体较小;叶轮的应力及变形满足使用的强度及刚度需求。