微小型機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及動力學(xué)研究.pdf

1、本論文設(shè)計一種針對在特殊場合環(huán)境下(如情況不明的建筑物內(nèi)部角落、房間室內(nèi)、災(zāi)情現(xiàn)場坍塌的廢墟、復(fù)雜崎嶇路面及坑道等狹隘空間)進行現(xiàn)場偵察的微小型手拋式移動機器人，該機器人可由單兵攜帶，從窗戶、廢墟或洞口等處手拋投擲。論文以手拋式機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計為基礎(chǔ)，重點研究手拋式機器人跌落碰撞動力學(xué)問題。 根據(jù)手拋式機器人的特點，一方面要求機器人本體重量輕、體積小，有利于降低能耗，便于投擲和攜帶；另一方面，要求機器人本體有足夠的強度、剛度，不僅

2、滿足靜載和行駛狀態(tài)時的載荷要求，而且要滿足投擲、空投著地碰撞時抗沖擊的要求。同時，行進過程中復(fù)雜路面的良好通過性也是考慮的一個方面。 基于以上要求，本文首先設(shè)計了手拋式機器人結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其中在移動載體結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通過對不同行走結(jié)構(gòu)性能比較，確定采用履帶式行走機構(gòu)，其次闡述了機器人平臺機械系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)形式與配置及各機構(gòu)的功能。接著，選用建模功能較為強大的Pro/E軟件建立機器人的三維實體模型，應(yīng)用ADAMS與Pro/E的接口軟件將

3、模型導(dǎo)入到ADAMS中，建立虛擬樣機實體模型。然后，在此基礎(chǔ)上利用ADAMS軟件進行動力學(xué)仿真研究，重點放在機器人跌落碰撞問題上。根據(jù)實際情況具體分析了跌落高度、落地姿態(tài)及碰撞力參數(shù)對沖擊力的影響，得到了能夠反映機器人碰撞性能的相關(guān)曲線和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了利用虛擬設(shè)計技術(shù)研究機器人的目的。最后利用ANSYS軟件對機器人跌落碰撞過程中的受力及變形作出準(zhǔn)確而全面的評估，保證系統(tǒng)工作的可靠性。 在具體研究過程中，重點解決了如下關(guān)鍵問題：