自動(dòng)分揀系統(tǒng)伸縮臂的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、伸縮臂作為分揀系統(tǒng)中取料機(jī)構(gòu)的主要工作構(gòu)件，其工作性能的優(yōu)劣對(duì)分揀系統(tǒng)的運(yùn)作效率影響重大。針對(duì)伸縮臂在工作時(shí)存在沖擊振動(dòng)大等問題，本文對(duì)定制家具自動(dòng)分揀系統(tǒng)的伸縮臂進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究，優(yōu)化的目的是在滿足靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能的條件下，降低制造成本。具體工作如下：
　　首先，介紹了定制家具自動(dòng)分揀系統(tǒng)的工作原理與存在的問題，概述了國(guó)內(nèi)外伸縮臂結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀；詳細(xì)闡述了粒子群算法的原理、改進(jìn)研究現(xiàn)狀以及在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。這些綜

2、述為本文的研究提供了現(xiàn)實(shí)及理論依據(jù)。
　　其次，對(duì)伸縮臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析，分別建立了伸縮臂靜力學(xué)模型與動(dòng)力學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，以伸縮臂截面幾何尺寸和截面面積分別為設(shè)計(jì)變量和目標(biāo)函數(shù)，在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度、動(dòng)力學(xué)特性、工藝尺寸要求等約束條件下建立了優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。
　　第三，借助粒子群算法工具箱，分別利用基本粒子群算法與幾種改進(jìn)粒子群算法對(duì)該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，尋找截面面積的最小值。通過對(duì)不同粒子群算法尋優(yōu)的結(jié)果比較和

3、分析，得到目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解，優(yōu)化后的伸縮臂截面總面積下降了24.7％。
　　最后，將伸縮臂三維模型導(dǎo)入有限元軟件中進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析、模態(tài)分析及諧響應(yīng)分析：優(yōu)化后的伸縮臂結(jié)構(gòu)的最大變形與最大等效應(yīng)力有所增加，但小于許用值，滿足工況要求；優(yōu)化后結(jié)構(gòu)基頻得到提高，并且常見激勵(lì)頻率下最大位移響應(yīng)減少48.2%，表明結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)性能有所增強(qiáng)。有限元仿真結(jié)果表明優(yōu)化后的伸縮臂結(jié)構(gòu)動(dòng)靜力學(xué)性能滿足工況要求。
　　本文的研究借鑒了文獻(xiàn)中對(duì)