内撑式易碎件抓取机械手

撞击速度降44.80%

针对圆柱内壁易碎件设计的机械手，通过优化连杆结构显著降低指尖撞击速度与工件内部应力。

王良文 · Zhichong, Zhang · Wang, Ruolan · Si, Liang · 王才东 · Shixing, Ding · Tianyi, Yang · 杜文辽

International Journal of Advanced Robotic Systems 2024

参数信息

撞击速度降低

44.80 %

最大内部应力降低（壁厚2.00 mm）

47.42 %

最大内部应力降低（壁厚1.00 mm）

41.53 %

最大内部应力降低（壁厚0.50 mm）

44.20 %

技术优势

撞击速度大降

通过遗传算法优化连杆参数，使接触点撞击速度降低44.80%，从根源上减小工件破裂风险。

应力显著下降

有限元仿真表明，优化后2.00 mm、1.00 mm、0.50 mm厚工件的最大内部应力分别降低47.42%、41.53%、44.20%。

参数可预测

建立了工件内力的Kriging预测模型，并确定了不同壁厚条件下的可行抓取参数范围，减少试错。

实验已验证

所设计的结构可靠性已经实验验证，为易碎件搬运的可靠性提供依据。

应用场景

• 易碎件自动化装配：直接抓取玻璃管、陶瓷衬套等易碎圆柱件，降低破裂率。
• 精密拾取与放置：优化后撞击速度降低44.80%，满足精密装配的轻柔拿放。
• 自适应抓取：Kriging模型提供不同壁厚的可行抓取参数，适应多种工件。
• 生产线集成：结构经实验验证，可直接安装于自动化产线搬运易碎件。