四驅(qū)式爬纜機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析.pdf

1、隨著我國橋梁技術(shù)的高速發(fā)展，斜拉橋的建造數(shù)目和規(guī)模也出現(xiàn)了很大的增長。纜索是斜拉橋上的主要承重構(gòu)件，它的可靠性直接影響了橋梁的安全性。為了確保纜索的安全使用，需要定時對纜索的安全性能進(jìn)行檢測。人工檢測不僅效率低下，而且難以保障人員安全。人工檢測已不再實(shí)用，使用工業(yè)機(jī)器人代替人工檢測纜索成為必然趨勢。針對現(xiàn)有爬纜機(jī)器人存在的抱纜力抱纜直徑不可調(diào)和越障能力差等問題，設(shè)計開發(fā)出一種新型的電驅(qū)動式爬纜機(jī)器人。該機(jī)器人在爬纜過程中能夠接受地面指令

2、調(diào)節(jié)抱纜直徑和壓力，有很好的越障能力，能夠解決卡死問題。
　　本文對新型爬纜機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及分析做了詳細(xì)的介紹。爬纜機(jī)器人的結(jié)構(gòu)分為外部框架和內(nèi)部抱纜爬行機(jī)構(gòu)，外部框架為立方體結(jié)構(gòu)，四個側(cè)面搭載控制抱纜機(jī)構(gòu)運(yùn)動的傳動零件。內(nèi)部抱纜爬行機(jī)構(gòu)由四邊滑架及小車組成，機(jī)器人大部分機(jī)構(gòu)使用鋁型材及其配件連接組成，有利于機(jī)器人的快速制造。對新型爬纜機(jī)器人的動力學(xué)分析，得出了機(jī)器人的驅(qū)動力和夾緊力條件。根據(jù)設(shè)計目標(biāo)及動力學(xué)分析，計算并選型出

3、了機(jī)器人中的重要零件，包括電機(jī)、絲杠和壓緊彈簧。分析了機(jī)器人的越障條件，得到了影響越障的主要因素，據(jù)此優(yōu)化了壓緊彈簧的參數(shù)，并提出了用氮?dú)鈴椈纱驿摻z彈簧來增加爬纜機(jī)器人的越障性能，通過對比證明了使用氮?dú)鈴椈珊髾C(jī)器人的越障性能得到了改善。
　　使用有限元分析軟件ANSYS Workbench對爬纜機(jī)器人結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜態(tài)和動態(tài)分析。主要對機(jī)器人心軸與框架部分做了結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析，證明零件強(qiáng)度符合要求;對機(jī)器人裝配體進(jìn)行了模態(tài)分析得到了機(jī)