伸缩臂作为分拣系统中取料机构的主要工作构件,其工作性能的优劣对分拣系统的运作效率影响重大。针对伸缩臂在工作时存在冲击振动大等问题,本文对定制家具自动分拣系统的伸缩臂进行了结构优化研究,优化的目的是在满足静力学和动力学性能的条件下,降低制造成本。具体工作如下:首先,介绍了定制家具自动分拣系统的工作原理与存在的问题,概述了国内外伸缩臂结构的应用与发展现状;详细阐述了粒子群算法的原理、改进研究现状以及在机械优化设计中的应用。这些综述为本文的研究提供了现实及理论依据。其次,对伸缩臂结构进行了静力学与动力学分析,分别建立了伸缩臂静力学模型与动力学模型。在此基础上,以伸缩臂截面几何尺寸和截面面积分别为设计变量和目标函数,在满足结构强度和刚度、动力学特性、工艺尺寸要求等约束条件下建立了优化数学模型。第三,借助粒子群算法工具箱,分别利用基本粒子群算法与几种改进粒子群算法对该数学模型进行计算,寻找截面面积的最小值。通过对不同粒子群算法寻优的结果比较和分析,得到目标函数的最优解,优化后的伸缩臂截面总面积下降了24.7%。最后,将伸缩臂三维模型导入有限元软件中进行结构静力学分析、模态分析及谐响应分析:优化后的伸缩臂结构的最大变形与最大等效应力有所增加,但小于许用值,满足工况要求;优化后结构基频得到提高,并且常见激励频率下最大位移响应减少48.2%,表明结构的动力学性能有所增强。有限元仿真结果表明优化后的伸缩臂结构动静力学性能满足工况要求。本文的研究借鉴了文献中对起重机等大型工程机械的伸缩臂进行结构优化研究的经验,并将粒子群算法与有限元分析等现代设计方法应用到分拣系统的伸缩臂结构优化研究中,为分拣系统的伸缩臂结构优化研究提供一个可行的工程案例。