末端执行器切割机构的有限元分析及优化设计 |
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引用本文: | 张希峰,巩彬,陈金利,梁刚,刘同聪.末端执行器切割机构的有限元分析及优化设计[J].中原工学院学报,2023(1):59-65. |
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作者姓名: | 张希峰 巩彬 陈金利 梁刚 刘同聪 |
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作者单位: | 淄博市农业机械研究所第六研究室 |
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摘 要: | 为验证末端执行器切割机构设计的合理性,以减重为目的进行优化设计,根据实际工况,对切割机构进行了有限元分析。以减重为目的,将扇形齿轮更换为密度较小的尼龙件,并对其结构进行了拓扑优化设计。结果显示:优化后比优化前的扇形齿轮质量减小87.6%,切割机构的质量减小50.4%;优化后扇形齿轮的最大应力为27.5 MPa(小于屈服应力),应变为0.013 mm(能满足使用要求);优化设计使切割机构的前4阶固有频率都显著提高,且第一阶固有频率提高了155%,大于振动频率;优化设计的切割机构在正常使用中不会产生共振,优化效果显著。切割机构的有限元分析和优化设计,为苹果采摘机器人的研究提供了理论参考和依据。
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关 键 词: | 切割机构 应力 应变 固有频率 优化设计 |
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