基于 PRO -E和ANSYS的類 SCARA 并聯(lián)機(jī)器人機(jī)械臂有限元分析.pdf

1、　　類SCARA并聯(lián)機(jī)器人綜合了串聯(lián)機(jī)器人與并聯(lián)機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的連續(xù)回轉(zhuǎn)、同時(shí)具有較小的設(shè)備安裝空間小，工作空間較大。隨著國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)一步發(fā)展和需求增加，越來(lái)越多的高強(qiáng)度，高精度，高清潔度要求的崗位會(huì)被工業(yè)機(jī)器人來(lái)取代，所以設(shè)計(jì)單位如何能在設(shè)計(jì)階段就能評(píng)估出機(jī)器人的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，降低機(jī)器人的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，進(jìn)一步提高機(jī)器人的工作速度和動(dòng)力學(xué)特性，降低機(jī)器人的成本，對(duì)擴(kuò)大類SCARA并聯(lián)機(jī)

2、器人應(yīng)用范圍具有十分重要的實(shí)際價(jià)值。
　　本文面向工程應(yīng)用，以類SCARA并聯(lián)機(jī)器人為背景，利用PRO/E建模軟件建立了并聯(lián)機(jī)器人的三維實(shí)體模型，然后利用有限元分析軟件ANSYS作為分析工具，對(duì)并聯(lián)機(jī)器人的機(jī)械臂連桿進(jìn)行有限元靜、模態(tài)和動(dòng)態(tài)特性分析，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行機(jī)身結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)。
　　首先，在對(duì)當(dāng)前機(jī)器人機(jī)械臂連桿設(shè)計(jì)進(jìn)行靜力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，利用有限元分析結(jié)果，研究其應(yīng)力分布，逐步對(duì)機(jī)械臂連桿進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)

3、，在滿足使用機(jī)械強(qiáng)度的情況下，通過(guò)減小質(zhì)量和調(diào)整質(zhì)心位置的方法來(lái)減小機(jī)器人機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。接著對(duì)機(jī)器人機(jī)械臂連桿在受載荷的情況下，計(jì)算了機(jī)器人機(jī)械臂的前十階模態(tài)，并分析了各階模態(tài)對(duì)所研究機(jī)械臂連桿的影響，避免其在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中因?yàn)楣舱穸鴮?dǎo)致的破壞。其次，機(jī)械臂連桿機(jī)構(gòu)工作時(shí)實(shí)際上受到隨時(shí)間變化的動(dòng)載荷作用，柔性機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)應(yīng)力是造成連桿破壞和功能失效的主要原因之一，運(yùn)用ANSYS動(dòng)力學(xué)分析模塊對(duì)機(jī)械臂連桿進(jìn)行動(dòng)態(tài)強(qiáng)度可靠性分析，避免了在連桿破