轮毂锻造机器人欠秩耦合端拾器结构设计及优化

作者：袁明新; 张全兵; 申一虎; 申燚

来源：机械科学与技术, 2022, 41(08): 1197-1204.

DOI：10.13433/j.cnki.1003-8728.20200438

• 欠秩
• 端拾器
• 轮毂
• 锻造机器人
• 小世界算法

为了提高高温和振动环境中轮毂锻造机器人的夹持稳定性和安全性，设计了一种轮毂锻造机器人欠秩耦合端拾器，并进行了结构优化。首先，将欠秩端拾器与弹簧杆件耦合，进行了欠秩耦合端拾器的设计及其自适应抓取过程分析；然后基于虚功原理，建立了端拾器执行机构在自适应夹持状态下的接触力模型；随后以接触力大小均衡性为要求建立结构参数优化模型，并提出新自适应小世界算法及其优化流程；最后利用自适应小世界优化算法完成了端拾器优化，并将优化结果与经验法、Fmincon优化函数、遗传算法和基本小世界算法进行了比较。数值测试表明，与其他4种算法相比，自适应小世界算法的优化目标值最小，且分别减少了97.4%、62.9%、52.3%和42.2%,显示出小世界算法在欠秩耦合端拾器优化中的可行性和优越性；而将所优化结构参数分别代入端拾器的接触力模型比较，文中所优化端拾器不同接触点处接触力偏差最大值也最小，且最大偏差分别减少了87.2%、82.6%、69.5%和42.1%,满足了锻造机器人端拾器夹持时的接触力均衡性要求。

• 单位
  江苏科技大学