0 引 言

      龙门式机构由于结构简单、精度高、刚度高、不产生奇异状态、承载能力强等特性应用于各种工业领域［1］。实际工作中，龙门式机构的横梁的变形与振动直接影响着末端执行元件位姿情况，从而对设备整体精度有较大影响，给设备控制系统运动规划带来不确定性。因 此 对 横 梁 的 结 构分析优化及可靠性分析尤为重要。

      本文研究对象为一款末端携带永磁体的龙门式磁控导航医疗设备，设备末端负 载(检 测 装置)为35 kg，可承受检测者重量达110 kg。由于该设备对末端磁体位姿极为敏感，因此对机构的力学性能 要 求 很 高。本文在龙门式机构设计过程中，在ADAMS环境中建立虚拟样机并进行动力学仿真分析，得到各轴速度、加速度曲线，为后续减速器与电机选型提供理论依据。为 保 证 设备的刚度及强度达到初始设计要求，在ANSYSWorkbench中对横梁进行优化以提高其刚度，并进行可靠性分析。

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结束语

       本文基于自主设计的龙门式机构，在SolidWorks环境中建立三维模型，并在ADAMS中 建 立 虚 拟样机模型。利 用ADAMS的轨迹规划功能，从 末端运动 轨 迹 中 采 样，把运动曲线转化成样条函数，并作为关节驱动函数完成运动仿真。利 用ANSYSWorkbench的优化工具在保证龙门式机构横梁的质量没有较大增加的情况下，则大幅度提高了刚度，横梁的变形量下降了47．1%，大大优化了机构性能。最后，基于ANSYSWorkbench的六西格玛分析工具对横梁的优化设计进行了可靠性分析，其可靠性达到99%，满足了设计需求。本文对机构设计、建立虚拟样机并进行力学性能仿真、机构关键部件的优化设计以及可靠性分析做了系统详尽的介绍，对机构或其他机械产品的设计研发有着重要的参考意义。