基于SolidWorks和ANSYS Workbench的六自由度焊接机器人的建模与优化设计

运用SolidWorks软件设计出六自由度焊接机器人系统的虚拟样机,建立机器人静力学平衡方程,分析了机器人的静态应力,继而通过ANSYS Workbench对机器人关键部位进行有限元分析,最终给出了机器人优化设计方案。

基于SolidWorks和ANSYS的机器人手臂性能分析与优化设计

在国内外工业机器人的研究基础上,针对机械手的结构特点和性能要求,采用基于SolidWorks的三维建模和基于ANSYS的结构性能分析相结合的方法,对所开发的50kg工业机器人大臂进行了性能分析和结构优化设计,对解决产品结构性能设计中存在的问题、缩短产品设计周期具有指导意义,改变了传统工业机器人的设计方面的局限性,一定程度上丰富了工业机器人的设计方法。

基于SolidWorks和ANSYS Workbench的充气柜气箱结构仿真与优化

根据某型号35 kV充气式开关柜的双气箱(母线充气隔室和断路器充气隔室)结构,分析了充气式开关柜在使用与检修过程中发生漏气故障的主要原因,提出了提高气箱结构强度,降低其核心部位变形量的处理方法;再利用SolidWorks软件设计出该某型号充气式开关柜的虚拟样机三维模型,并结合实际工况对三维模型进行修正和简化,又通过计算加强筋的截面惯性矩来分析加强筋的设计对气箱结构强度的影响,继而借助ANSYS Workbench模拟分析软件对该型号充气式开关柜的核心零部件进行有限元分析,获得气箱核心部位变形量的数据及不同加强筋布置方式的变化规律;优化了气箱结构,减小了充气之后气箱的变形量,且使充气式开关柜气箱各个部位的局部应力在材料许用范围内,保证了该型号产品的生产的连续性和运行的稳定性,为处理同类故障提供参考。

基于SolidWorks软件对工业机器人机械臂的结构优化设计和受力、模态分析

随着现在软件技术的发展,三维建模、仿真软件越来越普及化,SolidWorks软件由其界面操作简单、功能强大被机械设计行业广泛应用,采用SolidWorks软件对某工业机器人机械臂的三维模型结构进行拓扑优化设计,采用SolidWorks simulation软件对机械臂进行静力学、模态仿真分析,几何清理和网格划分,通过计算,设计出较合理的肘关节减速机传动齿轮;达到了工业机器人机械臂高精度柔性运动,机械臂高强度、刚度、最小安全系数和减小应力集中的效果,解决了工业机器人机械臂的优化设计。

四自由度码垛机器人小臂的静态分析与轻量化设计

研究基于UG/ANSYS的四自由度码垛机器人小臂结构优化设计。以某型四自由度码垛机器人为研究对象,借助UG软件完成腰部、腕部及臂部等零部件三维建模并装配。计算小臂水平位置的受力状态,利用ANSYS软件进行静力学分析及改进。仿真结果表明,在质量减轻3.1%情况下,小臂最大应力、最大等效应变均比优化前有所减小且不会出现断裂及弯曲变形,轻量化效果较为显著。

基于ADAMS的夹持机械手虚拟设计及其结构优化

提出了一种可以精确控制的夹持机械手新结构,并分析了机械手手爪部分的多杆机构各杆件参数与夹持工件半径的关系。在此基础上,着重借助虚拟样机技术软件adams建立了机械手手爪部分多杆机构的参数化模型,并利用adams中的DS(设计研究)、DOE(实验设计),对其进行了分析和优化设计。

基于响应面分析法的粮食搬运RGV抓手优化设计

取货抓手是粮食搬运RGV完成存取货任务的重要组成部件,由于承载较重,抓手极易发生疲劳和变形。传统的设计方法主要靠实际经验确定抓手的关键尺寸,设计周期长、可靠性低。基于ANSYS软件并采用响应面分析法对抓手进行尺寸优化设计,以抓手的关键尺寸为设计变量,以降低最大等效应力、减小整体变形为优化目标,分析尺寸参数与优化参数之间的响应面曲线后得到最佳设计方案,使抓手在满足强度、刚度要求的同时结构更加合理,显著提高了粮食搬运RGV的工作可靠性,降低了运维成本。

基于TRIZ理论铸造机器人抓手的设计与分析

为解决目前铸件抓手在搬运中、大型铸件和表面结构复杂铸件过程中存在稳定性差、适应性不足和工作效率低等问题,基于TRIZ理论,结合因果轴分析、物场分析和技术矛盾分析等方法,设计了一种铸造机器人用全向多指异步抓手;并运用ANSYS Workbench软件对抓手进行静力学分析和优化设计。结果表明,优化后的抓手能够满足异型铸件的搬运作业要求,结构设计可靠合理,同时说明了TRIZ理论解决工程实际问题的可行性。

管程清洗机器人导轨的轻量化多目标优化设计

在满足静刚度的条件下,为减轻导轨质量,对其进行多目标优化设计。利用特殊结构设计的导轨实现齿轮齿条传动与承受载荷和导向运动作用的有机结合,该导轨是直角坐标式换热器管程清洗机器人的关键部件,在整体机器人的静力学分析中,其应力、应变最大,因此,对导轨进行了关键部件的有限元分析。以竖直导轨为研究对象,利用SolidWorks进行三维建模,通过专有程序接口将模型导入ANSYS Workbench中进行静力学分析,并利用ANSYS DesignXplorer模块和筛选算法对导轨尺寸进行轻量化设计。与初始设计相比,质量减轻了25.9%,实现了清洗机器人导轨结构的轻量化设计。

SCARA机器人结构设计与基于ADAMS的运动学仿真分析

介绍了SCARA机器人的传动方案及其具体机械结构,并对它的正运动学与逆运动学加以分析与求解。通过Solid Works与ADAMS软件得出各轴仿真结果,从而选取合适的电机与减速机,使得SCARA机器人的各个关节速度最优化,可以适应不同场合。SCARA机器人的结构设计是实现其装配、快速搬运等重要应用的基础与前提。

粉体喂料3D打印机喷头装置的温度分析及优化设计

采用三维(3D)软件SolidWorks绘制了喷头装置的模型,并导入到有限元分析软件Ansys的热力学分析模块中设定喷头装置的热边界,得到了喷头装置的温度分布;为缩小喷嘴装置的温度和熔体温度的温差,在喷嘴处增加了一个环形的加热电阻,同时对喷嘴装置的结构进行了优化设计,并进行了实验验证。结果表明,实验验证了有限元分析软件Ansys的可靠性,且优化后的喷嘴装置具有更好的实用性。

压力容器参数化建模与结构优化设计新方法

基于Solid Works二次开发技术设计出自动生成压力容器模型的程序,并将模型导入ANSYS进行分析,节省了前处理时间。接着,对模型进行应力分析和优化设计,并在给定域内得到最佳设计方案,节省了材料。最终,将最优方案输入开发的程序中,自动创建模型。这就形成了压力容器结构设计新方法,该方法着眼于压力容器设计的经济性,能提高设计效率,并且易于设计人员掌握和应用。

绝缘子带电干冰清洗机器人平移机构的优化设计

利用Pro/E的强大造型能力对绝缘子带电干冰清洗机器人零部件进行建模与装配,得到绝缘子带电干冰清洗机器人的三维实体模型。把机器人的主要部件平移机构导入到ANSYS Workbench软件中,利用ANSYS Workbench软件对机器人的平移机构进行静力结构分析,得到在其工作载荷下的变形和应力,并对其进行优化,从而确定最优的设计方案。

一种糖业码垛机器人抓手的结构设计

针对糖业重复劳动多,劳动强度大的特点,设计了一种满足糖业50kg包装实现高速码垛的码垛机器人抓手。基于构建的抓手三维结构设计,对抓手整体机构在负载工作状态下摆臂过程进行应力分析,验证了抓手抓取执行机构的结构合理性,提高了抓取机构的强度和可靠性。对抓手的关键零部件如抓取机构转轴、压实机构进行重点设计,并在实际应用中验证了机构设计的合理性。

路面交通荷载施加实验装置设计及有限元分析

设计了一套实验装置用以研究道路交变荷载对公路路基的影响,通过对路基的不同位置施加交变载荷,找到不同载荷对路基的影响。实验装置由动力传动系统、液压系统、控制系统组成。直流电动机对实验装置提供动力源,液压装置对实验路基施加交变载荷,路基中的压力传感器和位移传感器实时监测路基的受力变形。在实验装置的设计中采用了ANSYS分析软件,对实验装置的部分重要零件进行了有限元分析,通过分析的结果对零件进行了优化设计。通过本套实验装置,可以对实验路基施加交变载荷进行实验,获得路面的受力变形规律;采用有限元分析的手段模拟路面承受交变载荷的过程,并得出分析结果;该实验装置获得的结果可以对路基的修建和维护提出参考性意见。

带有并联缓冲机构的三指机器人夹持器设计

针对机器人抓取过程中易出现碰撞、造成夹持器或机器人损坏问题,且为了使夹持器具有自适应能力并使用尽量少的驱动,设计了一种仅有一个驱动的带有3-RRS并联缓冲机构的三指夹持器.基于螺旋理论设计了具有“一平两转”自由度的并联缓冲机构,并基于在圆柱坐标系内推导的运动学逆解进一步设计了其结构.设计了一种同步平动三指夹持器,基于虚功原理对其进行受力分析并运用遗传算法计算了夹爪的结构参数,通过仿真模型验证和试制样机实验验证了结构设计的合理性.所提出的夹持器能够降低抓取过程中碰撞对于机器人本体的影响,且具有良好的对物体和环境的适应能力及较高的鲁棒性.

一种微夹钳钳体的结构设计及优化

基于二级圆弧型柔性铰链及杠杆放大原理,设计了一种新型微夹钳钳体,在满足有限放大倍数的同时节约了空间。利用ANSYS Workbench有限元软件对提出的钳体结构参数进行了优化,并对优化模型进行了模态分析,获得了性能优良的钳体结构。

机械夹持手的优化设计与分析

以工业注塑机机械夹持手为例,在SolidWorks环境下,对机械夹持手进行了三维建模设计;将模型导入Workbench中,对夹持手装置进行了静力学分析,利用Workbench中的拓扑优化模块对结构进行了改进设计,改进后的结构变形量减小,且质量比原方案减少4.59kg,证明了该方案的合理性和可行性,为进一步的改进和设计提供了借鉴和依据。