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摘要
为了解决在生产过程中人工制壳效率低、工作环境恶劣、工人劳动强度大等问题，设计一款机械手来代替人工制壳并对其夹爪机构进行了优化。利用SolidWorks软件建立了制壳机械手的三维模型，使用AnsysWorkbench软件对机械手的夹爪机构进行了静力学分析，得到了总变形云图和应力云图，对结构的刚度和强度进行了验证和分析；综合拓扑优化和尺寸优化的方法得到了机械手结构优化的最优解，发现在制壳机械手的刚度和强度均满足实际工作要求的同时，改进的机械手夹爪机构较改进前质量减少了40%。对执行机构夹爪进行了模态分析，对比优化前后夹爪的前6阶固有频率和振型特征，结果表明优化后夹爪的低阶固有频率高于电机所产生的激励频率，避免了发生共振的危险。整个过程确定了结构优化的可行性，为机械手的研发提供了参考。
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单位武汉华夏理工学院; 武汉轻工大学
