利用Pro∕E的缆索检测机器人连接支架的优化设计.pdf

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1、机器人现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2013年第6期利用Pro／E的缆索检测机器人连接支架的优化设计+赵淑娟1，周忆2，王亚斌2(1重庆工业职业技术学院自动化系，重庆401120；2重庆大学机械学院，重庆400030)摘要：连接支架是斜拉桥缆索检测机器人中的关键部件，直接影响到斜拉桥缆索检测机器人工作过程中的安全性和可靠性。利用Pro／E软件建立了缆索检测机器人连接支架的三维模型，采用Pro／Mechanica模型分析软件对连接支架进行应力、应变和灵敏度分析。在确定了连接支架结构的重要设计参数

2、后，以轻型化为目标，对连接支架进行了优化设计及仿真分析。仿真结果表明，优化后的连接支架在保证应力和应变符合要求的前提下，达到了减轻重量的优化设计目的，对检测机器人的整体优化研究具有重要意义。关键词：连接支架；优化设计；应力和应变分析；灵敏度分析中图分类号：TM301．2文献标志码：A文章编号：1671-3133(2013)06--0036---．04OptimizationdesignoftheinspectionrobotconnectionbracketbasedonPro／EZhaoShujuanl。ZhouYi2．WangYab

3、in2(1DepartmentofAutomation，ChongqingIndustryPolytechnicCollege，Chongqing401120，China；2CollegeofMechanicalEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：Connectionbracketisthekeycomponentoftheinspectionrobot．ThequMityoftheconnectionbracketaffectsthesafety

4、andreliabilityoftheinspectionrobot．ThreedimensionalsolidmodeloftheinspectionrobotconnectionbracketwasestablishedbyUSeofPro／E．Thestress、displacementandsensitivityanalysisweredone．Theimportantpat'ametrieforthemodelwereperformed．TheinspectionrobotconnectionbracketWasoptimiz

5、ed．Thesimulationresultshowedthatthelightdesignisimprovedwithbeingoptimizedonthepremiseofmeetingdemandofinspectionrobotconnectionbracketperformance．Themethodisimportanttoopti-mizationresearchoftheinspectionrobotandthewholeworkingequipment．Keywords：connectionbracket；optimi

6、zationdesign；stressanddisplacementanalysis；sensitivityanalysis0引言缆索检测机器人是一种携带一定的检测设备，通过在缆索表面上下攀爬而完成对缆索表面检测任务的设备。由于斜拉桥缆索一般具有标高高、距离长和倾斜度大等特点，因此缆索检测机器人在实施检测任务的过程中，要在保证缆索检测机器人具有足够的攀爬能力的前提下，使之具有轻量化的特点就成为缆索检测机器人研究的重要内容。连接支架是检测机器人本体结构中的关键部件。在工作过程中，连接支架除了受到各个连接杆的拉力、扭力外，还受到上下拉伸弹簧

7、的拉力，结构和受力情况都比较复杂，因此，连接支架的分析和优化设计是缆索检测机器人具有足够攀爬力和轻型化设计的·重庆市科技攻关项目(CSTC，2008AC6083)36重要内容。本文以缆索检测机器人连接支架为研究对象，基于经典的三维软件Pro／Engineer(简称Pro／E)建立缆索检测机器人连接支架的三维模型，正确定义其属性和约束条件，且在保证力学方面符合要求的前提下，以重量最轻为目标，利用Pro／Mechanica模型分析软件对缆索检测机器人的连接支架进行结构优化设计并进行仿真分析。1连接支架的三维模型分析缆索检测机器人连接支架主要

8、由中间支撑板、左右连接杆支座、加强筋、上下推杆支座和机架等部分组成。基于Pro／E建立连接支架的三维模型如图1所示，并进行缆索检测机器人的虚拟装配后的间隙和干赵淑娟，等：利用Pro／E的缆索检测机器人连接支