管程清洗机器人导轨的轻量化多目标优化设计

在满足静刚度的条件下,为减轻导轨质量,对其进行多目标优化设计。利用特殊结构设计的导轨实现齿轮齿条传动与承受载荷和导向运动作用的有机结合,该导轨是直角坐标式换热器管程清洗机器人的关键部件,在整体机器人的静力学分析中,其应力、应变最大,因此,对导轨进行了关键部件的有限元分析。以竖直导轨为研究对象,利用SolidWorks进行三维建模,通过专有程序接口将模型导入ANSYS Workbench中进行静力学分析,并利用ANSYS DesignXplorer模块和筛选算法对导轨尺寸进行轻量化设计。与初始设计相比,质量减轻了25.9%,实现了清洗机器人导轨结构的轻量化设计。