自動分揀系統(tǒng)伸縮臂的結構優(yōu)化研究.pdf

1、伸縮臂作為分揀系統(tǒng)中取料機構的主要工作構件，其工作性能的優(yōu)劣對分揀系統(tǒng)的運作效率影響重大。針對伸縮臂在工作時存在沖擊振動大等問題，本文對定制家具自動分揀系統(tǒng)的伸縮臂進行了結構優(yōu)化研究，優(yōu)化的目的是在滿足靜力學和動力學性能的條件下，降低制造成本。具體工作如下：
　　首先，介紹了定制家具自動分揀系統(tǒng)的工作原理與存在的問題，概述了國內外伸縮臂結構的應用與發(fā)展現(xiàn)狀；詳細闡述了粒子群算法的原理、改進研究現(xiàn)狀以及在機械優(yōu)化設計中的應用。這些綜

2、述為本文的研究提供了現(xiàn)實及理論依據(jù)。
　　其次，對伸縮臂結構進行了靜力學與動力學分析，分別建立了伸縮臂靜力學模型與動力學模型。在此基礎上，以伸縮臂截面幾何尺寸和截面面積分別為設計變量和目標函數(shù)，在滿足結構強度和剛度、動力學特性、工藝尺寸要求等約束條件下建立了優(yōu)化數(shù)學模型。
　　第三，借助粒子群算法工具箱，分別利用基本粒子群算法與幾種改進粒子群算法對該數(shù)學模型進行計算，尋找截面面積的最小值。通過對不同粒子群算法尋優(yōu)的結果比較和

3、分析，得到目標函數(shù)的最優(yōu)解，優(yōu)化后的伸縮臂截面總面積下降了24.7％。
　　最后，將伸縮臂三維模型導入有限元軟件中進行結構靜力學分析、模態(tài)分析及諧響應分析：優(yōu)化后的伸縮臂結構的最大變形與最大等效應力有所增加，但小于許用值，滿足工況要求；優(yōu)化后結構基頻得到提高，并且常見激勵頻率下最大位移響應減少48.2%，表明結構的動力學性能有所增強。有限元仿真結果表明優(yōu)化后的伸縮臂結構動靜力學性能滿足工況要求。
　　本文的研究借鑒了文獻中對