工件抓取机械手的臂部结构改进设计.pdf

《工件抓取机械手的臂部结构改进设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、设计与制值·机械研究与应用·工件抓取机械手的臂部结构改进设计王鹏，朱龙英，朱德帅，白立刚，崔振萍。(1．江苏大学枫碱工程学院，江苏镇江212013；2．盐城工学院机械工程学院，江苏盐城224003；3．江苏大学计算机科学与通信学院，江苏镇江212013)摘要：运用高端的CAD／CAE一体化软件UGNX，建立了机械手的三维模型。并对其臂部进行了模态分析，得到一阶固有频率和振型。着重从臂部伺服电机的激励出发，主要考虑了臂部的一阶固有频率，提出了两种不同的方案。提高了臂部的一阶固有频率，有效地避免了臂部一阶固有频率与电机的激振频

2、率一致导致的共振问题，为结构的改进提供了依据。关键词：臂部；模态分析；结构改进中图分类号：TP241文献标识码：A文章编号：1006—4414(2011)02—0066—04StructuralimprovementforthehandofthemanipulatorWangPeng，ZhuLong—ying，ZhuDe—shuai，BaiLi—gang，CuiZhen—ping(1．Schoolofmechanicalengineering，Jiangsuuniversity，ZhenjiangJiangsu212013

3、。China；2．Schoolofmechanicalengineering，Yanchenginstituteoftechnology，YanchengJiangsu224003，China；3．Schoolcomputerscienceandcommunication，Jiangsuuniveni~，ZhenjiangJiangsu212013，China)Almtract：UsingtheintegratedsoftwareofCAD／CAE，theaCCLI~Bte3DmodelofmanJpttlatorises

4、tablished，themodelana1),-BiBofits唧isan~zcd，andthefirstordernaturalfrequencyareobtained．Inthispaper，focusingontheincentiveofservomotor，thefirstordernaturalfrequencyismainlyconsidered，twokindsofschemesareputforward，which咖enhancethefirstordernaturalfrequency，avoidthe

5、resonancebetweenthefirstordernaturalfrequencyofarlnsandexcitingfrequencyofeleetri-ealnlachine。andprov／dereferencefortheimprovementofstructure．Keywords：ann；modelanalysis；structuralimprovement1引言动其做回转运动。小臂安装在大臂上，同样由伺服电臂部是机械手的重要组成部分，直接关系到机械机带动，手抓安装在小臂上，为气动式手抓。手的强度和精度

6、，在设计过程中必须保证其刚度和强度满足要求。但在设计中除了考虑强度和刚度以外，还要保证机械手能够快速、精确、稳定地对目标进行抓取，这就要求机械手必须具有良好的动力学性能，因此在设计阶段就应该对其进行动力学特性的预测图1抓取机械手模型图2臂部有限元模型和仿真分析。利用高端的CAD／CAE一体化软件UGNX，在构2．2建立有限元模型建机械手三维模型的前提下，利用其无缝集成的NX完成了机械手的三维模型后，将腰部、底座、手抓Nastran作为有限元解算器，结合机械手臂部工作状等组件选择抑制，保留大臂与小臂以及转轴三个组态和约束条件

7、，计算出相应的固有频率和振型，并进件，然后进人UG的高级仿真功能，材料采用一步讨论了其结构的改进方法。40CrNi2Mo合金结构钢材料，设置它的物理属性参数2机器人有限元模型如下：弹性模量E=193GPa，密度p=7850k#m，泊2．1建立几何模型松比=0．284，设置单元形状为十节点四面体单元，建模时对分析影响不大的部件或特征都可被忽在自动网格划分的基础上，将单元大小设置为6mm略掉，如线路板、伺服电机和倒角等。三维实体实体(如图2所示)，主要边界约束条件作如下处理。模型如图1所示，机器人由底座、腰部、大臂、小臂、手(

8、1)根据大臂后端圆柱孔处需要安装伺服电机抓组成。腰部为竖直方向上的移动，通过丝杠连接底的工况，在大臂后端圆柱孔处限制其、】，、z方向的座伺服电机相连。大臂安装在腰部上，由伺服电机驱移动自由度，限制、y方向的转动自由度，保留其绕收稿日期：2011—03—02作者简介：王鹏(1986一)，男，山东安丘人，在