精密铸造制壳机械手的优化设计

Optimal design of shell manipulator for precision casting

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中文摘要：为了解决在生产过程中人工制壳效率低、工作环境恶劣、工人劳动强度大等问题,设计一款机械手来代替人工制壳并对其夹爪机构进行了优化.利用SolidWorks软件建立了制壳机械手的三维模型,使用AnsysWorkbench软件对机械手的夹爪机构进行了静力学分析,得到了总变形云图和应力云图,对结构的刚度和强度进行了验证和分析;综合拓扑优化和尺寸优化的方法得到了机械手结构优化的最优解,发现在制壳机械手的刚度和强度均满足实际工作要求的同时,改进的机械手夹爪机构较改进前质量减少了 40％.对执行机构夹爪进行了模态分析,对比优化前后夹爪的前6阶固有频率和振型特征,结果表明优化后夹爪的低阶固有频率高于电机所产生的激励频率,避免了发生共振的危险.整个过程确定了结构优化的可行性,为机械手的研发提供了参考.

作者：

让潇、齐洪方、王泽安、裴后昌、宋少云

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作者单位：

武汉轻工大学,机械工程学院,湖北武汉430023

武汉华夏理工学院,智能制造学院,湖北武汉430223

关键词：

制壳机械手优化设计静力学分析模态分析拓扑优化

出版年：

2022

DOI：

10.3969/j.issn.2095-7386.2022.03.017