王光越

(中国船舶重工集团公司 第七一〇研究所，湖北 宜昌 443003)

细长臂打磨机器人结构设计*

王光越

(中国船舶重工集团公司 第七一〇研究所，湖北 宜昌 443003)

针对细长圆筒形薄壁壳体设计了打磨机器人，对打磨机器人进行了结构设计,并利用有限元软件ANSYS对细长臂进行了优化，以此来保证打磨的精度和效率。试验结果显示，该机器人具有良好的稳定性，能实现高精度的打磨。

机器人；打磨；细长臂；结构设计

Abstract: In this paper, a grinding robot for slender cylindrical thin shell is designed. In order to ensure the accuracy and efficiency of grinding, the structure of the grinding robot is designed，and the slender arm is optimalized by using the finite elements software ANSYS. The experiment shows that the robot has good stability and can achieve a high grinding precision.

Key words: robot; polishing; slender arms; structure design

0 引 言

在日常生活中，一些细长圆筒形薄壁壳体的内壁需要一定的平滑度，由于壳体内壁结构复杂，而且加工空间狭小，普通人工打磨是不能完成的，因此需要借助于打磨机器人来完成打磨任务。在打磨过程中，由于壳体很长，打磨机器人的臂也很长，打磨过程中容易出现震颤和下沉等现象，影响打磨的精度。笔者对于长度为5 m的圆筒形薄壁壳体设计了打磨机器人，对打磨机器人进行了结构设计和细长臂的优化，以此来保证打磨的精度和效率。

1 工作原理

打磨机器人的主要结构包括底座部件、大臂驱动部件、小臂和腕部驱动部件、传动部件、打磨电机、打磨头以及拖链部件组成。由于细长臂打磨机器人的主要功能是由电机带动打磨臂完成圆形桶壁的打磨工作，因此需要将电机的旋转运动转换为打磨臂的往复平移运动或者旋转运动。这里选择的多自由度打磨机械手臂包括大臂，小臂和腕部。大臂实现的是平移运动，小臂和腕部实现的是旋转运动，整个机械臂在水平面运动。……