关节式同步带减速机械臂精度分析与优化研究

作     者：夏力 罗路平 徐琦 XIA Li;LUO Lu-ping;XU Qi

作者机构：浙江工业大学浙江省特种装备制造与先进加工技术重点实验室浙江杭州310014 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51475425) 浙江省自然科学基金青年基金资助项目(LQ18E050014) 

出 版 物：《机电工程》 (Journal of Mechanical & Electrical Engineering)

年 卷 期：2018年第35卷第12期

页      码：1297-1303页

摘      要：针对关节式同步带减速机械臂精度可靠性差、制造成本高等问题,对机械臂误差建模、精度可靠性分析、精度优化设计进行了研究。利用柔性多体理论,建立了考虑机械臂杆长、关节间隙和同步带柔性耦合等因素的精度误差模型,利用实验手段获得了模型不确定性参数,利用所建立的可靠性模型应用一阶二次矩法进行了可靠性分析;对比了计算可靠度和实测可靠度验证模型准确性,开展了以灵敏度分析为基础的可靠性优化过程,建立了以制造成本最低为优化目标,满足精度可靠度要求为约束的优化模型;利用Matlab中遗传算法工具箱进行了机械臂精度优化设计。研究结果表明:未优化前X轴和Y轴可靠度基于模型计算和实验测试的相对误差为0. 16%和0. 32%,大臂和小臂加速度为主要误差因素;经优化后X、Y轴可靠度分别提高到了99. 71%和99. 78%,且与经验设计相比,制造成本降低27. 92%,为关节式同步带减速机械臂设计制造提供了理论依据。

主 题 词：关节式同步带减速机械臂 耦合误差模型 关节间隙 同步带柔性 精度优化 

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程类] 08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/J.ISSN.1001-4551.2018.12.008

馆 藏 号：203454089...