手术机械臂有限元分析及结构优化
吕钦靖
张勤河
石明阳
蔡晨需
高明昊
山东大学 机械工程学院,济南250000;山东大学 机械工程学院 高效洁净机械制造教育部重点实验室机械工程国家级实验教学示范中心,济南250000
摘要：为提高手术机器人机械臂的刚度,降低结构性颤动,本研究根据其结构特点构建仿真三维模型,并通过有限元分析软件Abaqus对机械臂进行静力学分析,评估其刚度与强度的可靠性;然后,对机械臂进行模态分析和谐响应分析,评估其动态响应;最后,对机械臂的结构进行拓扑优化设计.实验结果显示,优化后的机械臂质量、位移分别减少了 6.26%和 6.05%,应力降低了7.61%.结果表明,该设计有效提高了机械臂的刚度和动力性能.
关键词：手术机械装置有限元方法静力分析模态振型简谐激励轻量化设计
分类号：R318(医用一般科学)O242.21(计算数学)TB122(工程基础科学)
资助基金：国家自然科学基金(52075301)国家重点研发计划(2019YFC0119200)山东省自然科学基金资助项目(ZR2019MEE017)山东省重点研发计划项目(2019GHZ002)
论文发表日期：2023-06-25
在线出版日期：2026-09-11（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 181-188 )
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