关键词：机械臂;Inspire;拓扑优化;轻量化
摘 要：【目的】现有油茶采摘机的机械臂普遍存在设计冗杂且自重较大的问题，导致整体体积过大而无法在低矮的林区间隙穿行，亟需进一步推进采摘机械小型化、轻量化发展。【方法】以采摘机械臂的主臂为研究对象，从材料选型和结构优化两方面进行轻量化研究，以最大化刚度为设计目标，采用Altair Inspire软件的OptiStruct拓扑优化求解器，分析主臂零件的载荷工况和受力约束，对设计空间内的材料重新布局。【结果】1)铝合金材料的优化重构模型质量减轻了32%。2)优化后主臂的最大米塞斯应力为7.770 MPa，最大位移为0.070 91 mm，虽然这两个参数有稍许提高，但仍远小于材料的屈服应力，且安全系数仍在较高水平。【结论】优化效果显著，有效地降低了零件的重量和成本，提高了零件的强度和耐用度，进一步提高了采摘机械臂的结构效益和经济效益。
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