轮毂锻造机器人欠秩耦合端拾器结构设计及优化

作     者：袁明新 张全兵 申一虎 申燚 YUAN Mingxin;ZHANG Quanbing;SHEN Yihu;SHEN Yi

作者机构：江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212100 连云港杰瑞自动化有限公司江苏连云港222006 

基　　金：2018年国家重点研发计划“智能机器人”重点专项(2018YFB1309100) 2019年江苏省科技成果转化专项资金项目(BA2019092) 

出 版 物：《机械科学与技术》 (Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering)

年 卷 期：2022年第41卷第8期

页      码：1197-1204页

摘      要：为了提高高温和振动环境中轮毂锻造机器人的夹持稳定性和安全性,设计了一种轮毂锻造机器人欠秩耦合端拾器,并进行了结构优化。首先,将欠秩端拾器与弹簧杆件耦合,进行了欠秩耦合端拾器的设计及其自适应抓取过程分析;然后基于虚功原理,建立了端拾器执行机构在自适应夹持状态下的接触力模型;随后以接触力大小均衡性为要求建立结构参数优化模型,并提出新自适应小世界算法及其优化流程;最后利用自适应小世界优化算法完成了端拾器优化,并将优化结果与经验法、Fmincon优化函数、遗传算法和基本小世界算法进行了比较。数值测试表明,与其他4种算法相比,自适应小世界算法的优化目标值最小,且分别减少了97.4%、62.9%、52.3%和42.2%,显示出小世界算法在欠秩耦合端拾器优化中的可行性和优越性;而将所优化结构参数分别代入端拾器的接触力模型比较,文中所优化端拾器不同接触点处接触力偏差最大值也最小,且最大偏差分别减少了87.2%、82.6%、69.5%和42.1%,满足了锻造机器人端拾器夹持时的接触力均衡性要求。

主 题 词：欠秩 端拾器 轮毂 锻造机器人 小世界算法 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.13433/j.cnki.1003-8728.20200438

馆 藏 号：203114064...