考虑刚柔耦合的工业机器人多目标可靠性拓扑优化
来源：计算机集成制造系统杂志2020年第3期北京时间：
作者：胡启国,周松
单位：重庆交通大学机电与车辆工程学院
摘要：为了减少工业机器人的制造和各种环境等随机不确定性因素造成结构系统性能下降,且综合提高其静动态特性、降低结构质量,提出一种考虑刚柔耦合的工业机器人多目标可靠性拓扑优化方法。利用多体动力学和有限元方法建立刚柔耦合动力学模型,获得特殊工况下臂部动态载荷。采用一次二阶矩法得到臂部可靠性指标,并用可靠性指标反映不确定性因素的影响,提出基于折衷规划法归一化子目标建立综合目标函数、以层次分析法确定综合目标函数中子目标权重系数,对臂部结构进行基于可靠性约束的拓扑优化设计。研究结果表明,优化后得到的臂部在满足可靠性的条件下质量减轻,整体刚度和强度性能明显增强,各阶固有频率均有不同程度提高。
关键词：工业机器人,机械臂,刚柔耦合模型,可靠性分析,折衷规划法,层次分析法,拓扑优化
基金资助：国家自然科学基金资助资助项目(51375519);重庆市基础科学与前沿技术研究专项基金资助项目(cstc2015jcyjBX0133)。
