0 引 言
龍門式機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)簡單、精度高、剛度高、不產(chǎn)生奇異狀態(tài)、承載能力強(qiáng)等特性應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域[1]。實(shí)際工作中,龍門式機(jī)構(gòu)的橫梁的變形與振動直接影響著末端執(zhí)行元件位姿情況,從而對設(shè)備整體精度有較大影響,給設(shè)備控制系統(tǒng)運(yùn)動規(guī)劃帶來不確定性。因 此 對 橫 梁 的 結(jié) 構(gòu)分析優(yōu)化及可靠性分析尤為重要。
本文研究對象為一款末端攜帶永磁體的龍門式磁控導(dǎo)航醫(yī)療設(shè)備,設(shè)備末端負(fù) 載(檢 測 裝置)為35 kg,可承受檢測者重量達(dá)110 kg。由于該設(shè)備對末端磁體位姿極為敏感,因此對機(jī)構(gòu)的力學(xué)性能 要 求 很 高。本文在龍門式機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,在ADAMS環(huán)境中建立虛擬樣機(jī)并進(jìn)行動力學(xué)仿真分析,得到各軸速度、加速度曲線,為后續(xù)減速器與電機(jī)選型提供理論依據(jù)。為 保 證 設(shè)備的剛度及強(qiáng)度達(dá)到初始設(shè)計(jì)要求,在ANSYSWorkbench中對橫梁進(jìn)行優(yōu)化以提高其剛度,并進(jìn)行可靠性分析。
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結(jié)束語
本文基于自主設(shè)計(jì)的龍門式機(jī)構(gòu),在SolidWorks環(huán)境中建立三維模型,并在ADAMS中 建 立 虛 擬樣機(jī)模型。利 用ADAMS的軌跡規(guī)劃功能,從 末端運(yùn)動 軌 跡 中 采 樣,把運(yùn)動曲線轉(zhuǎn)化成樣條函數(shù),并作為關(guān)節(jié)驅(qū)動函數(shù)完成運(yùn)動仿真。利 用ANSYSWorkbench的優(yōu)化工具在保證龍門式機(jī)構(gòu)橫梁的質(zhì)量沒有較大增加的情況下,則大幅度提高了剛度,橫梁的最大變形量下降了47.1%,大大優(yōu)化了機(jī)構(gòu)性能。最后,基于ANSYSWorkbench的六西格瑪分析工具對橫梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了可靠性分析,其可靠性達(dá)到100%,完全滿足了設(shè)計(jì)需求。本文對機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、建立虛擬樣機(jī)并進(jìn)行力學(xué)性能仿真、機(jī)構(gòu)關(guān)鍵部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及可靠性分析做了系統(tǒng)詳盡的介紹,對機(jī)構(gòu)或其他機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)有著重要的參考意義。