6-PTRT并联机器人有限元分析：ANSYS WORKBENCH中的静力与模态研究

"基于ANSYS WORKBENCH 的6-PTRT并联机器人有限元分析" 本文主要探讨了如何利用ANSYS WORKBENCH软件对6-PTRT（六个平台-三根旋转-三根推杆）并联机器人进行详细的有限元分析，以提升其结构设计、运动平稳性和动态特性的优化。该研究由蒲志新、刘明敏和曹彩霞共同完成，他们首先采用Pro/E软件进行三维建模和装配工作。 在研究过程中，6-PTRT并联机器人的各个部件首先在Pro/E中进行了细致的三维建模，这是一个重要的步骤，因为精确的几何模型是后续分析的基础。Pro/E是一款广泛使用的计算机辅助设计(CAD)软件，能够帮助工程师创建、修改和分析复杂的三维实体模型。在完成了所有零件的建模后，研究人员将这些模型组装成完整的机器人结构。 接下来，整个机器人模型被导入到ANSYS WORKBENCH环境中，这是全球领先的工程模拟软件，能够进行各种类型的有限元分析。在WORKBENCH中，研究人员进行了静态分析和模态分析。静态分析用于确定机器人在静载荷作用下的应力、应变和位移情况，这对于理解机器人的结构强度至关重要。模态分析则用来研究机器人在动态载荷下的振动特性，它可以帮助确定机器人的自然频率和振型，以确保在实际运行中避免共振现象，提高运动的稳定性和精度。 通过这两种分析，研究者发现6-PTRT并联机器人的虎克铰是结构的薄弱环节。虎克铰是一种允许连续相对转动的连接件，在并联机器人中起到关键作用。然而，由于高应力集中或复杂受力情况，虎克铰可能成为影响机器人性能的关键因素。这一发现为改进和优化机器人的结构设计提供了直接的指导，特别是在减轻潜在的过早磨损、提高运动精度和延长设备寿命方面。 此外，这项研究也强调了有限元分析在并联机器人设计中的重要性，它能够帮助工程师在实际制造之前预测和解决潜在问题，从而节省成本和时间。通过这样的数值模拟，可以实现对机器人设计的迭代优化，以满足特定的应用需求和性能标准。 这项工作不仅展示了ANSYS WORKBENCH在并联机器人分析中的强大能力，还为并联机器人技术领域提供了有价值的工程实践和理论依据，对于未来并联机器人的研发具有深远的参考价值。同时，它也为其他领域的复杂结构分析提供了借鉴，尤其是在需要精确评估动态性能和结构弱点的情况下。