微型可投擲機器人機械系統(tǒng)設計與作業(yè)過程研究.pdf

1、近年來，全球范圍內(nèi)的恐怖主義事件呈現(xiàn)增加的趨勢，由此造成了巨大的生命財產(chǎn)損失，這就要求提供一種能夠在受限的空間下執(zhí)行秘密偵察任務的機器人。本文設計研發(fā)了一款可投擲的偵查機器人，它可應用于某些特定環(huán)境，如情況不明的建筑物內(nèi)、人類無法到達的狹小空間以及充滿有毒氣體的惡劣環(huán)境等。這種機器人可由單兵攜帶，必要時可由窗戶或洞口拋擲進入到目標區(qū)域進行偵察活動。
　　基于可投擲機器人的特點，采用啞鈴式的兩輪結構，使用尾巴提供支撐。為提高抗沖擊能

2、力，采用了獨特的減震結構。整機基于模塊化設計方法，便于裝拆，并且可通過換裝不同形狀的移動輪獲得不同的路面適應性。
　　使用SolidWorks完成了機器人的結構設計和三維建模。針對機器人的三種不同投擲情況:1m高處垂直跌落、2m高處平拋以及2m高處45°斜拋，使用ANSYS WORKBENCH分別進行了投擲運動過程仿真，獲得了機器人在空中的姿態(tài)變化情況以及落地瞬間的姿態(tài)、速度和加速度。
　　針對機器人水平、斜45°、垂直以及

3、尾巴朝下四種跌落方式，聯(lián)合使用WORKBENCH和LS-DYNA分別對機器人進行了跌落瞬態(tài)過程仿真，獲得了機器人觸地部件的沖擊形變以及整機在跌落過程中速度、加速度的變化規(guī)律。
　　結合跌落碰撞過程仿真結果，對主體外殼進行了模態(tài)分析，校核了外殼的力學性能和穩(wěn)定性;以最大應力、最大變形的最小化為目標，對輸出軸的結構尺寸進行了優(yōu)化設計，顯著減小了最大變形量和最大應力。
　　制作了多臺機器人樣機，進行了遙控操作、投擲跌落以及下樓梯測