机器人设计平台系统集成体系结构 GBT 35116-2017.pdf

GB/T35116-2017机器人设计平台系统集成体系结构1范围本标准规定了机器人设计平台系统设计流程、集成数据、参考体系结构、软件休系结构设计。本标准适用于机器人设计开发平台的研发过程。2术语和定义下列术语和定义适用于本文件。2.1集成体系结构integrated system architecture支持复杂信息环境下的集成化的软件平台的各部分基本配置和连接的描述（模型）。2.2参考体系reference architecture一套方法和框架，通过结构化的方法论、规范化的操作和支持工具来指导企业集成系统的设计和实现。GB/T25483-2010,定义2.32.3计算机辅助设计computer aided design利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案。2.4计算机辅助分析computer aided engineering用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。2.5多体系统动力学dynamics of multi-body system研究多体系统（一般由若干个柔性和刚性物体相互连接所组成）运动规律的科学。2.6数字化设计平台digital design platform综合运用多种软件开发技术，覆盖机器人设计过程中的概念设计、结构设计、部件选型、综合性能预估、设计校核等重要环节，初步实现了设计流程和设计数据的集成化管理的数字化设计工具。3缩略语下列缩略语适用于本文件。CAD:计算机辅助设计(Computer Aided Design)CAE:计算机辅助分析(Computer Aided Engineering)CAM:计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing)1GB/T35116-2017FEM:有限元分析方法(Finite Element Method)GUI:图形用户界面(Graphical User Interface)MBS:多体系统动力学(Dynamics of Multi-body System)4机器人设计平台系统集成内容4.1机器人设计平台系统设计流程机器人设计平台的设计流程如图1所示，主要包括用户需求、概念设计、结构设计、模型验证、CAE仿真设计、机电耦合设计、优化设计等关键环节：)用户需求：分析用户的需求，设定机器人的基本性能参数，如工作空间大小，运动规律要求，负载能力，动态性能，精度要求，灵活性等，将这些性能参数作为已知条件，完成后续设计。b)概念设计：在概念设计阶段，主要对该机构进行理论建模、轨迹规划及运动规律设定，针对用户需求，进行初步尺度参数规划，最后实现该机构的逆运动学和逆动力学求解，得到该机器人的驱动参数，初步进行电机选型和诚速器选型。理分析数选择拓扑构型常用件选型工作空间分析念构标准件远型设尺度参数设定户设计零部件设计末罐运动规律求环自动化装配三维型节运动学理论分析静态干涉检查动力学理论分析教动参数角位移数对比关健零部件仿真分析CAE运动仿真分析模控制系统整机全域静网度仿真分析末缩轨迹验证证机电解合仿真设计蓝机全减模志仿武分析驱动参数验证环节整机厨态动力学仿真分析CAD动志干涉检查节C系统优化目标及带标优试验设计化关键零部件结构优化控制参题优化环整机优化后CAD/CACAD系统响应而优化设计的被型E系统数参数更者接日新灵依度分析图1机器人设计平台的设计流程