《表2 桁架静力学变形结果对比》

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桁架机械手作为关键部件，考虑成本采用铝型材框架结构，桁架主体框架铝型材尺寸为60×60 mm，上方导轨滑台为80×120 mm管材。从工作流程上看，桁架机械手作为主要运动部件，对其稳定性有一定要求，因此对桁架部件作有限元静力学分析。桁架机械手抓取重量考虑一定裕度，按300 kg考虑，比设计重量略高。采用铝型材参数:密度2770 kg/m3，杨氏模量7.1e10pa，泊松比0.33。将载荷均布在桁架导轨滑台上，载荷大小为3000 N，滑台上接触面积为48800 mm3，因此施加应力大小为P=F/S=3000/0.0488=0.06148 Mpa。采用ANSYS软件进行分析，得到桁架静力学变形结果，如表2和图5所示。图5b所示为60×60 mm铝型材桁架主体结构及80×120 mm管材导轨滑台结构的综合静力学变形云图，可以发现变形最大处是导轨滑台部分，综合变形达到0.265 mm。因此从整体结构强度和经济性角度出发，在桁架主体框架不变的情况下增大导轨滑台管材口径，选用120×150mm管材替换进行优化分析，静力学变形结果如图5c所示，可以发现桁架结构整体变形在0.12 mm，结构强度得到很大改善。