基于拓扑优化的倒装式机器人结构设计优化  

Optimisation of Structural Design of Sanding Robot Arm Based on Topology Optimisation

作　　者：李东林 孙学军 吴哲[1] 张中弛 王宁[1] LI Dong-lin;SUN Xue-jun;WU Zhe;ZHANG Zhong-chi;WANG Ning(College of Mechatronics Engineering,Northeast Forestry University,Harbin Heilongjiang 150040,China)

机构地区：[1]东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040

出　　处：《林业机械与木工设备》2024年第9期68-72,共5页Forestry Machinery & Woodworking Equipment

基　　金：黑龙江省自然科学基金项目“超薄超高密度纤维板纤维质量评价及胶合机理研究”(LH2022C009);国家重点研发计划“超薄纤维板纤维制备及均匀铺装控制系统研究”(2021YFD220060404)。

摘　　要：机器人采用倒装式的方法安装在工作台的横梁上。为保证倒装式安装的安全性,倒装式机器人的重量不宜过重。为减轻倒装式机器人的自身重量,以倒装式机器人为研究对象,在ANSYS Workbench中对倒装式机器人的基座、腰部、大臂进行拓扑优化,以优化材料分布的方式,减轻部件的重量,从而提高倒装式机器人的动态性能。优化后倒装式机器人的重量减轻了12.37%,满足了倒装式机器人结构的轻量化设计需求。The robot is mounted on the crossbeam of the table using the flip-flop method,thus ensuring the safety of the flip-flop installation,but the weight of the flip-flop robot is not easy to be too heavy.In order to reduce the weight of the inverted robot,this paper takes the inverted robot as the research object,and the topology optimisation of the base,waist and arm of the inverted robot is carried out in ANSYS Workbench,so as to optimise the distribution of the material,reduce the weight of the components and improve the dynamic performance of the inverted robot.After optimisation,the weight of the inverted robot is reduced by 12.37%,which meets the lightweight design requirements of the inverted robot structure.

关 键 词：拓扑优化 结构轻量化 倒装式机器人 ANSYS Workbench 

分 类 号：S776[农业科学—森林工程] TP241.2[农业科学—林学]