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    188宝金博页面版: 采摘机器人机械手夹紧装置优化设计_省略_于Pro_E和ADAMS联合仿真_董其维

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    内容提示： 采 摘 机 器 人 机 械 手 夹 紧 装 置 优 化 设 计—基于 Pro/E 和 ADAMS 联合仿真董其维(四川机电职业技术学院， 四川 攀枝花 617000)摘 要:采摘机器人作业过程中，果实的机械损伤是影响采摘效果的主要因素之一。为了降低采摘机械手对果实的伤害、缩短设计周期、降低实验成本，提出了一种新的机械手夹紧装置的优化设计方法。该方法利用软件的联合虚拟仿真功能，实现了虚拟环境下夹持机构夹紧力的计算与同步优化。同时，构建了采摘机械手虚拟样机多体系统框架，设计了采摘机械手仿真计算的多体动力学模型，利用 Pro /E 软件建立了机械手的数字化模型，并导入 ADAMS 中...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：49 | 上传日期：2016-12-21 17:54:41 | 文档星级：
    采 摘 机 器 人 机 械 手 夹 紧 装 置 优 化 设 计—基于 Pro/E 和 ADAMS 联合仿真董其维(四川机电职业技术学院， 四川 攀枝花 617000)摘 要:采摘机器人作业过程中，果实的机械损伤是影响采摘效果的主要因素之一。为了降低采摘机械手对果实的伤害、缩短设计周期、降低实验成本，提出了一种新的机械手夹紧装置的优化设计方法。该方法利用软件的联合虚拟仿真功能，实现了虚拟环境下夹持机构夹紧力的计算与同步优化。同时，构建了采摘机械手虚拟样机多体系统框架，设计了采摘机械手仿真计算的多体动力学模型，利用 Pro /E 软件建立了机械手的数字化模型，并导入 ADAMS 中进行了模拟仿真分析;通过计算得到了不同机械手手指尺寸的夹紧力大小。由夹紧力的多组仿真结果可以得到:在不超过水果破碎夹紧力阈值时，最大夹紧力所对应的机械手手指长宽比，从而有效缩短了机械手的设计周期，提高了设计效率，为采摘机器人的研究提供了重要的数据参考。关键词:采摘机械手;联合仿真;夹紧装置;优化设计;ADMAS中图分类号:S225;TP241 文献标识码:A文章编号:1003 －188X(2017)05 －0226 －050 引言在复杂机械产品的设计开发过程中，虚拟样机技术已经成为一种重要的研发手段，为产品的开发提供了一种虚拟化的模式，可以很好地解决物理实体样机开发模式带来的各种弊端。采摘机械手属于较为复杂的机械模型，如单纯采用 CAD 软件，其建模能力会显得不足;而 Pro/E 软件具有强大的建模能力，且与ADAMS 软件有良好的兼容接口，可以方便地实现模型的转换和数据传输。利用联合仿真方法可以充分地发挥两种软件各自的专长，实现高效率的机械产品仿真设计。本研究将 Pro/E 和 ADAMS 软件的联合仿真功能应用到了机械手的夹紧力计算和同步优化设计过程中，通过对仿真模拟结果的对比，以期得到合理的机械手结构尺寸。1 采摘机械手夹紧装置优化采摘机械人机械手夹紧装置的夹紧力设计不合理，极易造成采摘果实的机械损伤，影响采摘效率和采摘质量。为了避免机械手对果实造成的损失，一般采用质地较软的材料对果实进行保护。但是，影响夹紧力的根本因素是机械手的尺寸，机械手指的长宽比收稿日期:2016 －03 －10基金项目:四川省自然科学基金项目(2015NZG446)作者简介:董其维(1972 － )，男，四川攀枝花人，讲师，硕士，(E －mail)dqw1972@ qq． com。对果实和机械手的接触力影响较大。如果采用物理实验方法对其进行优化设计，需要制作多组机械手，开发周期长、实验成本高;而如果采用图 1 所示的优化设计流程，可以解决这个问题。图 1 夹紧装置优化设计流程Fig． 1 The optimization design process of clamping device其具体步骤:首先，根据设计经验初步确定机械手手指的长宽比，采用 Pro/E 软件建立机械手的仿真模型，将模型导入到 ADAMS 软件中进行运动学和动力学仿真，得到夹紧力的计算结果;在建立多组不同的手指形状，重新计算夹紧力;通过结果的对比，优化装置形状的设计。其中，最重要的步骤是 ADAMS 的· 6 2 2 ·2017 年 5 月农 机 化 研 究 第 5 期DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2017.05.044

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