针对高铁隧道内接触网上部结构件的自动化安装需求,开发了一套接触网上部机构智能化安装设备,设计10关节机器人以满足隧道空间内吊柱大尺度转运和高精度吊装要求.首先设计了接触网吊柱安装机器人构型布局,建立其三维数字模型和静力学模型,计算出机器人1～9个关节所受载荷情况.以第4个关节为例,研究其位移变形及应力状况,并通过Workbench优化模块Response Surface,在SolidWorks中以三维模型壁厚为优化参数,以仿真结果的最大位移、最大应力及本体质量为优化目标,对该关节展开结构优化设计.最后对机器人整体进行静力学分析,研究优化前、后的整体变形和应力,验证优化效果.优化设计结果表明,机器人构型结构满足吊柱安装精度要求,机器人各关节的强度和刚性大幅提高.
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