Disinn ta 'ċappetta heavy-duty b'angolu ta' rotazzjoni kbir ibbażat fuq l-ottimizzazzjoni tal-partikuli tal-partikuli_hinge taf

Iċ-ċappetti huma komponenti essenzjali f'apparat mekkaniku, li jippermettu l-moviment u r-rotazzjoni. Filwaqt li diversi tipi ta 'ċappetti ntużaw ħafna fl-industriji, bħal ċappetti li jduru, ċappetti tal-hooke, ċappetti sferiċi, ċilindri idrawliċi, u pari tal-ġewż tal-kamin tal-ballun, xorta għandhom ċerti limitazzjonijiet. Pereżempju, taħt tagħbijiet tqal, iċ-ċappetti tradizzjonali għandhom ikunu ħoxnin sabiex jissodisfaw ir-rekwiżiti ta 'riġidità. Barra minn hekk, f'każijiet speċjali fejn l-ispazju huwa limitat u t-tagħbijiet huma kbar, iċ-ċappetti tradizzjonali jistgħu jissieltu biex jissodisfaw il-funzjoni tagħhom.

Bħala riżultat, kien hemm interess dejjem jikber fir-riċerka fuq disinji ġodda ta 'ċappetta. L-algoritmu ta 'Ottimizzazzjoni ta' Swarm Particle (PSO), tip ta 'algoritmu ta' intelliġenza ta 'l-iswarm, kiseb żvilupp u applikazzjoni sinifikanti fl-oqsma ta' inġinerija. Dan l-algoritmu juża l-imġieba ta 'gruppi ta' għasafar li jtiru għall-ikel biex jiksbu soluzzjonijiet ottimali fi spazji kumplessi permezz ta 'kollaborazzjoni u kompetizzjoni fost l-individwi. L-algoritmi PSO huma effiċjenti ħafna, faċli biex jiġu implimentati, u użati b'mod estensiv fil-prattika tal-inġinerija. Il-proċess bażiku ta 'algoritmu PSO jinkludi inizjalizzazzjoni, titjira tal-partikuli, u determinazzjoni tar-riżultati. L-algoritmu jibda billi jiġġenera bl-addoċċ popolazzjoni inizjali ta 'partiċelli, li jimxu fir-reġjun fattibbli. Billi tikkalkula l-valur tal-idoneità ta 'kull partiċella, l-algoritmu jiddetermina d-direzzjoni tal-moviment il-ġdid u l-veloċità ta' kull partiċella. Matul kull rawnd tal-moviment tal-partikuli, il-partiċella ottima u l-aħjar partiċella storika għandhom influwenza akbar fuq ir-rawnd ta 'moviment li jmiss. Wara iterazzjonijiet multipli, l-algoritmu jikseb is-soluzzjoni ottimali.

Il-prestazzjoni ta 'konverġenza ta' l-algoritmu PSO ġiet imtejba bl-introduzzjoni ta 'piżijiet ta' inerzja, kif propost minn Shi u Eberhart. L-ekwazzjoni tal-evoluzzjoni tal-partikuli tinvolvi diversi komponenti, inklużi inerzja, konjizzjoni, u kooperazzjoni soċjali. Il-parametri tal-algoritmu, bħall-veloċità tal-partikuli u n-numru ta 'iterazzjonijiet, jistgħu jiġu aġġustati abbażi ta' rekwiżiti speċifiċi. L-algoritmi PSO saru algoritmu ta 'ottimizzazzjoni intelliġenti użat ħafna f'applikazzjonijiet ta' inġinerija u ħafna drabi jiżbqu algoritmi ġenetiċi. Madankollu, l-algoritmi PSO għadhom jiffaċċjaw sfidi, bħal konverġenza prematura. Għalhekk, kien hemm riċerka sinifikanti ddedikata għat-titjib tal-algoritmu PSO u tindirizza l-limitazzjonijiet tiegħu.

Fil-kuntest tad-disinn taċ-ċappetta, ir-rekwiżiti tal-proġett jinkludu kapaċità ta 'tagħbija ta' 3 tunnellati u angolu ta 'rotazzjoni ta' ± 90 grad, b'dimensjonijiet li ma jaqbżux 2000 mm x 500 mm x 1000 mm. Biex tissodisfa dawn ir-rekwiżiti, il-mekkaniżmu 2RPR huwa magħżul bħala l-mekkaniżmu taċ-ċappetta. Dan il-mekkaniżmu jikkonsisti minn par li jdur u par li jiċċaqlaq, li joffri riġidità għolja, aġġustament tal-iżball, u kapaċitajiet ta 'kumpens. Barra minn hekk, il-mekkaniżmu huwa simmetriku, li jippermetti installazzjoni u manutenzjoni faċli.

Matul il-proċess tad-disinn tal-ottimizzazzjoni, l-angolu ta 'rotazzjoni u r-rekwiżiti tad-daqs huma sodisfatti billi jiġu applikati restrizzjonijiet ġeometriċi. Madankollu, l-isfida ewlenija tinsab fl-iżgurar tal-mekkaniżmu għandu kapaċitajiet ta 'trasmissjoni ta' forza eċċellenti. Dan tipikament jinkiseb billi jiġu stabbiliti angolu ta 'trasmissjoni minimu għall-mekkaniżmu.

Biex tanalizza t-trasmissjoni tal-forza, il-virga CE hija magħżula bħala l-oġġett ta 'analiżi. Jekk wieħed jassumi massa ta 'tagħbija ta' m u distanza ta 'D bejn iċ-ċentru tal-massa tagħha u l-par ta' rotazzjoni, il-forza eżerċitata fuq il-virga hija eżaminata. Billi tikkunsidra l-angoli bejn il-forzi u l-virga CE, kif ukoll l-angolu bejn il-virga u l-assi x, hija derivata ekwazzjoni tal-bilanċ tal-forza. Din l-ekwazzjoni tiżgura l-kapaċitajiet ta 'trasmissjoni tal-forza tal-mekkaniżmu.

Ibbażat fuq ir-riżultati tal-analiżi, il-par li jiċċaqlaq huwa ddisinjat kif xieraq. Mudell ta 'ċilindru elettriku, GSX40-1201, huwa magħżul preliminarjament, b'kont meħud ta' puplesija, imbottatura, u dimensjonijiet assjali. Fatturi oħra, bħad-daqs tal-komponent, huma kkunsidrati wkoll fid-disinn finali. Il-bearings li jiżżerżqu magħmula mill-bronż tal-aluminju huma magħżula għal kull par li jdur, meta wieħed iqis il-kapaċità għolja tagħhom li ġġorr it-tagħbija u r-rekwiżiti ta 'preċiżjoni. Il-komponenti ewlenin huma magħmula minn 35crmnsia liga tal-azzar, li toffri saħħa tat-tensjoni għolja u modulu elastiku.

Mat-tlestija tad-disinn mekkaniku, mudell CAD huwa stabbilit biex jara d-disinn finali. L-algoritmu ta 'ottimizzazzjoni ta' swarm tal-partikuli ottimizza b'suċċess id-disinn taċ-ċappetta ta 'duty heavy-angle ta' rotazzjoni kbira, filwaqt li tiżgura li tissodisfa r-rekwiżiti kollha tad-disinn.

Bħala konklużjoni, l-algoritmu ta 'ottimizzazzjoni tal-partikuli tal-partikuli wera li huwa effettiv fl-ottimizzazzjoni tad-disinn ta' ċappetta kbira ta 'angolu ta' rotazzjoni kbira. Permezz ta 'konfigurazzjoni u analiżi bir-reqqa, inkiseb id-disinn ottimali tal-mekkaniżmu 2RPR. Id-disinn mekkaniku, inkluża l-għażla tal-komponenti u l-materjali, tlesta b'suċċess. Il-mudell CAD jipprovdi rappreżentazzjoni viżwali tad-disinn finali. B'mod ġenerali, l-algoritmi ta 'ottimizzazzjoni ta' swarm tal-partikuli joffru għodda siewja għad-disinn effiċjenti u effettiv ta 'ċappetti u jikkontribwixxu għat-titjib tal-prestazzjoni u l-funzjonalità ta' apparati mekkaniċi f'diversi industriji.

Referenzi:

1. Wei Minhe, Han Xianguo, Zhang Jun. Riċerka dwar l-ottimizzazzjoni fuq 3-ups / i Parallel Billiard Ball ċappetta [J]. Teknoloġija tal-Manifattura Aerospazjali, 2011 (3): 19-23.

2. Chen Lishun, Li Li, Zhang Hongliang. Disinn konġunt ta 'Robotj super-Redundant ġdid. Disinn u Manifattura Mekkanika, 2010 (6): 148-150.

3. Yang Shun, Cai Aniang. Disinn ottimali ta 'parametri ta' aġġustament tal-vultaġġ tal-pedala tal-aċċeleratur elettroniku bbażati fuq l-RBF u l-algoritmu ta 'ottimizzazzjoni ta' swarm tal-partikuli [J]. Disinn u Manifattura Mekkanika, 2011 (1): 72-74.