摘要：针对现有管道机器人变径方式单一、越障能力不足等问题,设计了一种具有自适应和主动适应功能的履带式管道机器人。选择丝杠螺母副变径和碟形弹簧组合作为变径机构,动力学仿真验证了碟形弹簧提供的力及其压缩量均能满足越障要求,并对变径机构进行了优化设计。优化结果表明,管道机器人步进电机的输出力矩相同时,机器人传力性能提升了22.3%,能够跨越更大的障碍。

摘要：为了提高管道机器人的管径适应能力,增强自适应机构的空间紧凑性,本文研究了一种具有自适应和主动适应功能的履带式管道机器人。以碟形弹簧作为自适应机构动力元件,根据构建越障时的力学模型,求解管道内壁正压力,通过ADAMS软件,创建机器人对自适应机构静力学仿真模型,设计了动力元件碟形弹簧。同时基于Matlab软件得到碟形弹簧的特性曲线,并对越障过程进行动力学仿真分析。仿真结果表明,当跨越2.5 mm障碍时,自适应机构对管壁的正压力为223.43 N,验证了碟形弹簧的合理性,满足越障要求。该研究为非线性动力元件在管道机器人自适应机构的应用及分析提供了思路。

摘要：针对人工翻转包装箱时存在劳动强度大、效率低等问题,设计了一种包装箱自动翻转装置,采用两组曲柄摇块机构将气缸活塞杆的往复移动转换为左、右翻板的90°翻转,实现了包装箱的两次90°翻转功能。为减小装置翻转所需的气缸最大驱动力,利用ADAMS软件在给定的设计变量范围内对优化目标进行求解。研究结果表明,翻转机构优化后,初始翻转抬升瞬间所需最大驱动力减小了25.6%,仿真分析验证了优化后的机构参数满足预期要求和结构设计需要,工作效率得到了有效提升。

摘要：针对锻造生产过程中存在的工人劳动强度大和生产效率低等问题,本文对某生产线专用锻造机械臂进行轻量化设计。通过对机械臂夹持器进行创新设计,减小夹持工件时夹持器所需的最大驱动力,并采用有限元软件,对机械臂进行极限位置处的静力学分析,得到了机械臂最大变形约3.64 mm,最大应力约38 MPa。同时,以最大变形为约束条件,以横梁质量最轻为优化目标,建立有限元数学模型,在满足机械臂末端承载能力的前提下,采用有限元整体分析和响应面优化相结合的方法,对机械臂进行优化设计。优化结果表明,优化后的机械臂最大变形减少约8%,机械臂横梁质量减少约25%,达到了专用锻造机械臂轻量化设计的目的。该研究为机械臂的后续优化工作提供一定的参考价值。