微型拋投偵查機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其碰撞分析.pdf

1、目前，微型偵察機(jī)器人系統(tǒng)的研究正蓬勃發(fā)展，并逐步應(yīng)用于危險(xiǎn)環(huán)境的偵察。這類機(jī)器人一般要求體積小、重量輕、可以方便攜帶進(jìn)入偵察地點(diǎn)，并且能夠在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)備就緒并投入工作。隨著任務(wù)的多元化，具備較強(qiáng)功能的微型拋投式偵察機(jī)器人系統(tǒng)研究也開始成為新的研究熱點(diǎn)。
　　本文以The Recon Scout IR機(jī)器人為研究基礎(chǔ)。對(duì)Scout機(jī)器人進(jìn)行研究，觀察研究并發(fā)現(xiàn)其不足之處，在使用Pro/Engineer建立微型拋投偵查機(jī)器人的三維實(shí)體

2、模型后，提出改進(jìn)和功能擴(kuò)展意見。在設(shè)計(jì)過程中，完成了對(duì)內(nèi)部模塊的安裝布置、電機(jī)的安裝設(shè)計(jì)、開關(guān)設(shè)計(jì)、快換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗沖擊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其中快換結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人根據(jù)使用環(huán)境，在不使用任何工具情況下快速更換車輪類型的特點(diǎn)。
　　研究通過三維實(shí)體模型，分析了拋投式偵查機(jī)器人從高處跌落的碰撞機(jī)理，探究了機(jī)器人在跌落時(shí)快換結(jié)構(gòu)和整體受力情況，并且通過仿真實(shí)驗(yàn)得出安全跌落高度。數(shù)值方法采用計(jì)算多體連續(xù)碰撞動(dòng)力學(xué)模型中，求解沖擊

3、問題的能量方法。根據(jù)機(jī)器人設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)用ANSYS／LS-DYNA對(duì)機(jī)器人進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，通過仿真實(shí)驗(yàn)得拋投機(jī)器人不同跌落高度，不同著地姿態(tài)下各個(gè)部件碰撞力的大小，對(duì)機(jī)器人整體以及危險(xiǎn)部位進(jìn)行強(qiáng)度分析，最后得出這款拋投機(jī)器人的快換結(jié)構(gòu)方便、可靠、便捷；應(yīng)該優(yōu)化內(nèi)容為車輪橡膠部分，車軸、車軸與輪轂接觸處；最大允許跌落高度為大約5米。采用虛擬樣機(jī)模型仿真實(shí)驗(yàn)的方法來優(yōu)化機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以減少了實(shí)物實(shí)驗(yàn)的失敗風(fēng)險(xiǎn)，大大加快了設(shè)計(jì)速度。