关节式同步带减速机械臂精度分析与优化研究*

作者：夏力，罗路平*，徐琦 日期：2018-12-28/span> 浏览：2538 查看PDF文档

                                                                  关节式同步带减速机械臂精度分析与优化研究*
                                                                               夏力，罗路平*，徐琦
                                 （浙江工业大学 浙江省特种装备制造与先进加工技术重点实验室，浙江 杭州 310014）

摘要：针对关节式同步带减速机械臂精度可靠性差、制造成本高等问题，对机械臂误差建模、精度可靠性分析、精度优化设计进行了研究。利用柔性多体理论，建立了考虑机械臂杆长、关节间隙和同步带柔性耦合等因素的精度误差模型，利用实验手段获得了模型不确定性参数，利用所建立的可靠性模型应用一阶二次矩法进行了可靠性分析；对比了计算可靠度和实测可靠度验证模型准确性，开展了以灵敏度分析为基础的可靠性优化过程，建立了以制造成本最低为优化目标，满足精度可靠度要求为约束的优化模型；利用Matlab中遗传算法工具箱进行了机械臂精度优化设计。研究结果表明：未优化前X轴和Y轴可靠度基于模型计算和实验测试的相对误差为0.16%和0.32%，大臂和小臂加速度为主要误差因素；经优化后X、Y轴可靠度分别提高到了99.71%和99.78%，且与经验设计相比，制造成本降低27.92%，为关节式同步带减速机械臂设计制造提供了理论依据。

关键词：关节式同步带减速机械臂；耦合误差模型；关节间隙；同步带柔性；精度优化

中图分类号：TH115;TH161;TH39;TP242              文献标志码：A                文章编号：1001-4551(2018)12-1297-07

本文引用格式：
夏力，罗路平，徐琦.关节式同步带减速机械臂精度分析与优化研究［J］.机电工程，2018，35(12)：1297-1303.
XIA Li, LUO Luping, XU Qi. Accuracy analysis and optimization of articulated belt deceleration manipulator［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2018,35(12):1297-1303.
《机电工程》杂志：http://www.meem.com.cn