弹性链式操作器寿命估计的最优尺寸化

资源论足够的机器人操作和设计对于可持续工业自动化至关重要。这将通过轻量化设计以及时间和能源最优控制机器人操作器来实现。系统的设计与控制是相互交织的，因为控制必须考虑内在的机械顺应性，而设计必须适应由控制所要求的动态需求。作为此类设计优化的基础，本文提出了一种用于估计弹性链式机器人操作器寿命的方法。该方法应用于执行抓取和放置操作的灵活串联操作器的几何优化，其中优化目标是总体重量和振动幅值的组合。寿命估计基于疲劳分析，结合了雨流计数算法和临界切割平面方法。采用Tresca假设来制定等效应力，并假设线性损伤累积。最终的机器人几何从帕累托前沿中选择，以寿命和振动特性之间的权衡为依据。该方法用于三个自由度关节机器人操作器的说明。