[发明专利]一种基于仿真分析的机器人结构动态特性设计方法

摘要

本发明涉及一种基于仿真分析的机器人结构动态特性设计方法，属于机械设计领域，通过三维建模、网格建模、强度分析、动态响应分析、对比分析、结构优化设计，经过多轮迭代设计出满足要求的机器人结构。本发明利用强度及动态特性仿真分析方法结合到机器人结构设计优化中，能够在机器人结构设计阶段，准确暴露设计的缺陷及冗余，利用仿真分析结果，有效的指导设计改进结构，并通过多次迭代计算，最终让机器人结构设计达到最好的优化结果。从而尽可能避免了工程中因为结构设计有可能导致的机器人功能性能不满足要求的情况，同时让机器人满足结构轻量化的要求。

主权项

一种基于仿真分析的机器人结构动态特性设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1）利用三维设计软件，建立机器人主承力结构的三维模型；2）利用有限元前处理软件，建立机器人主承力结构的网格模型；3）将结构的网格模型导入强度分析软件中，同时施加结构在机器人实际工作过程中承受的极限载荷及约束边界条件，计算结构的应力分布、位移分布；4）将结构的网格模型导入动态响应分析软件中，以及将机器人负载及其他部件的质量、质心、转动惯量参数等效的施加在网格模型中，同时施加边界约束条件，计算结构的固有频率和振型；5）分析强度计算结果得出的应力分布、位移分布，对比结构材料的强度是否满足要求；同时分析动态响应计算的结构固有频率、振型，是否与工作频率相近，与工作频率相近易发生共振；6）根据分析结果及结构应力分布、振型分布的图形，对结构进行优化设计，将结构薄弱的地方、不满足要求的地方进行加强，对过强度、过刚度设计的地方减弱；7）将优化改进后的结构重新进行仿真计算，校核优化后的结果是否满足设计要求，最终通过多轮迭代，设计出满足要求的机器人结构。