基于UG和ANSYS的机械手应力仿真研究

【目的】机器人在工作时机械手的强度与效率至关重要。【方法】课题组根据机械手夹持物体的特点，设计了一种齿轮式的末端作业机械手。先利用UG NX软件对末端机械手进行三维建模，在ANSYS Workbench模块导入相应模型，借助ANSYS软件进行有限元静力学仿真分析。采用铝合金材质的机械手，在机械手的齿轮舵盘施加一定转矩，在机械手的末端各施加两个方向相反的法向推力，分不同载荷进行仿真分析。【结果】结合总变形图和应力分布图，仿真结果表明，机械手末端薄壁部分有较大变形，最危险的区域出现在齿轮安装螺栓孔中心及其周围区域，最后调整材料类型或优化机械手的结构。优化后的机械手能够满足材料刚度要求，满足合理的夹持作业要求。【结论】此研究对简化机械结构设计工作，提高设计效率具有重要意义。