【140】第45卷第02期2023-02收稿日期：2021-04-26基金项目：云南省科技厅重点研发项目（2018BA070）作者简介：陈昊然（1997-），男，四川乐山人，硕士研究生，研究方向为数字化设计与制造。基于ANSYS的串联机器人结构分析与优化设计StructureanalysisandoptimizationdesignofseriesrobotbasedonANSYS陈昊然*，张宇，张倩玉，段昊宇翔CHENHao-ran*，ZHANGYu，ZHANGQian-Yu，DUANHAOYu-xiang(昆明理工大学机电工程学院，昆明650500)摘要：随着工业4.0与中国制造2025的提出，对工业机器人智能制造提出了更高的要求。目前，工业机器人存在工作效率低、重复定位精度底和稳定性低等问题。为解决这些问题，以自主研发的607型六自由度串联机器人为研究对象，首先，运用SolidWorks对机器人进行三维建模及样机装配；其次，利用ANSYS对机器人处于危险位姿下的结构强度进行有限元静力学与模态分析，仿真结果验证了机器人强度的可靠性；最后，对机器人占重比高及受力较为复杂的大臂进行了结构优化设计，优化后，其质量降低7.7%，位移形变降低10.6%，等效应力降低19.4%，使机器人刚度性能有所提升，同时实现了轻量化的目的。关键词：六自由度串联机器人；ANSYS；有限元分析；优化设计中图分类号：TH69文献标志码：A文章编号：1009-0134(2023)02-0140-050引言工业机器人[1~3]是集电气工程技术、计算机科学与技术、控制理论与控制科学、材料科学与工程等等多学科先进技术于一身的自动化装备[4]。在生产制造过程中，根据个性化需求进行特定的功能实现，一般面对恶劣环境、重复性较高的工作均会采用工业机器人代替人完成相应任务[5]。随着机器人技术的不断发展与革新，使其应用范围不断的扩大，广泛应用于工业生产、医疗、生活服务等民生领域[6]。随着机器人在工业行业中地位的不断提升，使得其在应用的环境和工作的内容变得较为复杂，这就对机器人的动态性能、结构稳定性、定位精度、负载能力、轻量化等提出了更高的要求[7,8]。目前国内属关节型机器人销量最好、应用最广，其中又以六自由度串联机器人最为常见[9,10]。此类中小型机器人具有质量轻、体积小、重复定位精度高以及操作系统方便可靠等优点，因此具有较高的灵活性和较强的复杂环境适应能力[11]。本文针对六自由度串联机器人进行了相关研究，运用SolidWorks建立了机器人的简化三维模型并进行了样机装配，随后针对机器人在某一极限位姿进行了有限元静力学与模态分析，得到了机器人在该极限工况下应力应变分布...
