專家導(dǎo)讀

《機(jī)器人電纜彎折性能的主要影響因素研究》研究背景與意義

2015年5月19日，國務(wù)院印發(fā)了《中國制造2025》規(guī)劃，根據(jù)規(guī)劃，機(jī)器人成為重點(diǎn)領(lǐng)域之一?！盁o人工廠”、“柔性化生產(chǎn)”等諸多概念開始進(jìn)入人們的視野，而所有的這一切都基于機(jī)器人的智能化。

從宏觀而言，機(jī)器人主要考慮其機(jī)械結(jié)構(gòu)與電控兩大塊。但限制我國機(jī)器人行業(yè)發(fā)展的瓶頸卻不在這些宏觀層面，而是在于機(jī)器人細(xì)節(jié)的處理，諸如關(guān)節(jié)中所用到的RV減速器等。這些傳動(dòng)的核心部件往往都被國外個(gè)別企業(yè)所壟斷。而機(jī)器人電纜為機(jī)器人中重要的零部件，可謂是機(jī)器人的中樞神經(jīng)。目前，國內(nèi)機(jī)器人電纜的生產(chǎn)企業(yè)可以大致分為日系、德系和國內(nèi)企業(yè)。其中，日系占據(jù)半壁江山。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)機(jī)器人電纜市場(chǎng)，約80%的采購量來自外資企業(yè)。近年來，我國機(jī)器人電纜行業(yè)雖然得到了快速發(fā)展，在市場(chǎng)地位日漸提升，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的機(jī)器人電纜生產(chǎn)企業(yè)，如科寶、奧林特等。但是，隨著改革的不斷推進(jìn)，越來越多的問題也逐漸凸顯，諸如精度問題、機(jī)器人的使用壽命，而這些都與機(jī)器人所用電纜有著密不可分的聯(lián)系。

《機(jī)器人電纜彎折性能的主要影響因素研究》旨在通過數(shù)值模擬以及理論分析的方法，對(duì)機(jī)械臂電纜的纏繞、扭轉(zhuǎn)及通電過程中的電纜疲勞特征進(jìn)行探究，得到纜線各種工況的應(yīng)力場(chǎng)分布結(jié)果，并得到相應(yīng)的應(yīng)力—壽命曲線(即S-N曲線)。通過對(duì)初始狀態(tài)(即只受扭矩作用)以及實(shí)際工作狀態(tài)下(力—電—熱多場(chǎng)耦合)電纜疲勞特征研究，根據(jù)其薄弱點(diǎn)，對(duì)電纜本身以及機(jī)械臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行有針對(duì)性的改善，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的布線機(jī)構(gòu)，借此極大地拓展全自由度機(jī)器人的應(yīng)用層面。