文献类型：期刊文章

作　　者：王良文[1,3] 孔阳光[1,3] 王若澜[2] 张志刚[1,3] 刘旭玲[1,3] 李林峰[1,3]

WANG Liangwen;KONG Yangguang;WANG Ruolan;ZHANG Zhigang;LIU Xuling;LI Linfeng(School of Mechanical and Electrical Engineering,Zhengzhou University of Light Industry,Zhengzhou,450002;School of International Education,Zhengzhou University of Light Industry,Zhengzhou,450002;Henan Provincial Key Laboratory of Intelligent Manufacturing of Mechanical Equipment,Zhengzhou,450002)

机构地区：[1]郑州轻工业大学机电工程学院,郑州450002 [2]郑州轻工业大学国际教育学院,郑州450002 [3]河南省机械装备智能制造重点实验室,郑州450002

出　　处：《中国机械工程》

基　　金：国家自然科学基金(52075500,52005453);河南省揭榜挂帅重大科技项目(211110220200);河南省科技攻关项目(211110220200);河南省高校创新人才项目(22HASTIT023)。

年　　份：2023

卷　　号：34

期　　号：17

起止页码：2026-2036

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2023_2024、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：针对工业生产中抓取薄壁易碎件的作业需求,提出了一种具有指掌协同特征的内撑式机械手构型。为了寻找合适的机械手手指作业参数,探索抓取过程中接触-碰撞时应力的变化规律,采用HyperMesh、LS-PrePost等软件集成建模的方法建立了机械手指的有限元模型,对有限元模型施加相应的约束、载荷、接触类型后,计算得到了手指与易碎件接触碰撞过程中的应力、应变云图。仿真结果表明:随着手指冲击速度的增大,易碎件所受的应力呈线性增大。速度在0.5~2.5 mm/ms变化时,应力增大为原来的3~4倍;随易碎件壁厚的增大,易碎件所受的应力逐渐减小。而在较小壁厚阶段,应力变化明显,壁厚0.5~1.0 mm时的平均应力变化是壁厚1.0~2.5 mm时应力的6~7倍;在机械手抓取易碎件的碰撞瞬间施加不同的加速度时,随加速度的增大,接触应力也相应增大,加速度在1.0~2.5 mm/ms^(2)时的平均应力变化是加速度0.5~1.0 mm/ms^(2)时的8~9倍。根据已有的仿真结果,通过建立Kriging代理模型,计算得到的不同壁厚、抓取速度条件下接触应力大小的预测模型,为确定不同状态下的机械手抓取参数、设计和优化手指结构建立了基础。通过构建实验系统,对相关仿真结果进行了实验验证,证明了仿真结果的正确性。

关 键 词：内撑式机械手  薄壁易碎件  集成建模  接触-碰撞  冲击仿真  

分 类 号：TH114] TH113.2