基于动态性能提升的一体化关节轻量化设计
代峰燕1
杜兴华1
陈亚1
刘淑晶1
王鹏2
王殿君1
宋仲康3
王子龙1
1.北京石油化工学院 机械工程学院,北京 1026172.北京石油化工学院 信息工程学院,北京 1026173.遨博(北京)智能科技股份有限公司,北京 100088
摘要：[目的]为提升协作机器人的整体性能,使其运行更稳定、高效且精准,对一体化关节实施轻量化设计,并同步优化其动态性能.[方法]首先,对机构模型、传动系统模型及频率特性进行分析;其次,采取以关节转动惯量为优化变量的策略,将一体化关节中电动机、谐波减速器等固定组件的额定参数设定为优化目标函数的约束条件,采用非支配排序遗传算法Ⅱ(Nondominated Sort-ing Genetic Algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ),对关节谐振频率、电动机电气固有频率及关节总质量这3个关键性能指标进行多目标综合优化;最后,在上述多目标优化的基础上,对一体化关节的材料进行优化设计.[结果]多目标优化后,关节转动惯量减少了16.6%,质量减少了15.2%.多目标优化和材料优化的结果高度吻合,验证了材料优化符合轻量化设计的标准.
关键词：一体化关节机-电耦合轻量化设计多目标优化材料优化
分类号：TP242(自动化技术及设备)
资助基金：山东省重点研发计划(2022CXGC020701)北京市教育委员会科研计划项目(KM202410017007)
论文发表日期：2026-07-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 58-67 )
英文信息