机器人机构CAD的研究

机器人机构参数的优化设计是极其复杂的难题，提出用空间模型理论研究这一难题是一个有效的新方法。基于该理论，建立多种典型的并、串联机器人的空间模型，为基于性能评价指标设计机器人机构提供了一种有效而实用的工具，为实现机器人机构的计算机辅助优化设计提供了新的途径，是研究机器人ＣＡＤ新方法的基本理论。

Optimal design of the link lengths for a planar parallel manipulator

This paper addresses geometry design of a new kind of 2-DOF parallel manipulator actuated horizontally by linear actua- tors. The first step of the optimum design involves developing a non-dimensional structure of the planar 2-DOF parallel manipulator. The global conditioning index, global velocity index, global stiffness index and global payload index of the 2-DOF parallel manipu- lators are investigated, and the geometrical parameters without dimension are determined with respect to the specification on per- formances. Finally, based on the optimum non-dimensional result, the optimum dimensional parameters are achieved which is suit- able for the desired workspace. The optimum methodology of this paper is convenient and can be extended to other parallel mecha-

平面2自由度驱动冗余并联机器人的机构设计

机器人机构参数的设计是极其复杂的难题。研究一种平面2自由度驱动冗余并联机器人的机构设计方法,首先建立了该并联机器人机构的空间模型,在此基础上探讨了该并联机器人机构的工作空间性能指标与杆件尺寸之间的关系,并绘制了相应的性能图谱,这些图谱是该并联机器人的机构设计的重要参考依据,该方法为实现并联机器人机构设计的计算机辅助设计提供了一种简单、有效途径。

棉花采摘机械手机构设计及参数优化

针对国内棉花采收存在的问题,提出了运用棉花采摘机械手代替人工和采棉机采收的方法。在对棉花农业特性及收获特性分析的基础上,结合新疆棉花种植模式以及棉花采摘要求,遵循机械手设计原则,设计了一种5自由度多行采收的关节型棉花采摘机械手。为使机械手能够高效灵活地收获目标空间棉铃,尽可能减小机械臂的操作空间和结构尺寸,结合采摘对象棉铃的生长分布空间和作业要求,分析了在给定空间下的设计变量、优化目标和约束条件,建立了优化设计的数学模型,并利用MatLab优化工具箱进行编程,实现了棉花采摘机械手的机构参数优化。

复合材料点阵结构优化设计

点阵结构能够很好地发挥纤维增强复合材料单向力学强的优势。本文研究了复合材料点阵结构的拓扑优化及尺寸优化方法,以空间机械臂为背景,利用有限元分析软件对空间机械臂杆进行优化。首先,利用拓扑优化进行概念设计,优化出结构中的基本杆件;其次,利用尺寸优化确定各杆件的具体尺寸。最后优化出的十六边形点阵结构,与传统的层合管进行相比,结构减重效果明显,对复合材料点阵结构的设计研究具有一定的参考价值。