科创中国

行业领域

高端装备制造产业,制造业

需求背景

针对襄阳誉德智能科技有限公司最新研究的1.8吨机器人码坯机开展结构设计与强度优化工作，机器人码坯机具有高效、可靠和柔性工作的优势，而在现代物流码垛系统中得到越来越多的应用。为保证工作节拍和效率，机器人码坯机往往在重载高速条件下工作，机构受到较大的动态载荷。因此，在机器人码坯机投入市场前对其机构的运动、受力和强度进行分析，对于码垛机器人结构、工作路径进行优化具有重要的研究意义。

需解决的主要技术难题

1）基于机器人码坯机的三维模型绘制机器人码坯机的机构简图，基于D-H参数法（Denavit-Hartenberg parameter method）建立各关节局部坐标系，通过坐标变换构建末端执行器在基坐标系的函数映射关系，同时使用Matlab数值分析软件中的ROBOT TOOLBOX模块计算出机器人码坯机的工作空间、机构速度、加速度、移动关节和转动关节驱动力；2）使用Adams软件构建1.8吨机器人码坯机的虚拟样机平台，基于多体动力学理论计算1.8吨机器人码坯机在给定运动参数下的驱动力和驱动力矩，与采用Matlab数值分析计算的结果进行对比，验证结果的有效性；3）以电缸与1.8吨机器人码坯机大臂连接点为变量，以伺服电缸驱动力最小为优化目标，使用Adams中的Optimization模块对1.8吨机器人码坯机结构进行优化设计，通过改变连接点位置达到减少驱动力的目的，为电缸的选型提供理论依据；4）采用Hyperworks19.0对1.8吨机器人码坯机进行网格划分并对机构连接点处进行简化处理，构建1.8吨机器人码坯机的有限元分析模型，采用Abaqus有限元分析软件对机器人码坯机的瞬态动力学进行分析，以机构材料（球墨铸铁500）的许用应力为标准校核机构强度，给出1.8吨机器人码坯机结构优化方案。

期望实现的主要技术目标

绘制1.8吨机器人码坯机的机构简图，计算出机器人码坯机的工作空间、机构速度、加速度、移动关节和转动关节驱动力 构建1.8吨机器人码坯机虚拟样机平台，计算码坯机在给定运动参数下的驱动力和驱动力矩 以电缸驱动力最小为优化目标对码坯机结构进行优化设计，确定主液压缸选型 对1.8吨机器人码坯机瞬态动力学进行分析，以机构材料（球墨铸铁500）的许用应力为标准校核机构强度，并给出1.8吨机器人码坯机结构优化方案

需求解析

解析单位：湖北省襄阳市 解析时间：2022-10-25

杨光友

科创中国试点城市（襄阳）工作小组

综合部负责人

综合评价

该技术需求背景介绍和需要解决的主要技术难题分析比较清晰，研发内容和期望实现的技术目标明确。 开展的项目研究对于码垛机器人结构、工作路径进行优化具有重要的研究意义。

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处理进度