基于雙尺度仿真的球形機器人輕量化結構的研究.pdf

1、球形機器人有球形或近似球形的外殼，可以有效避免外部環(huán)境對機器人關鍵部件的傷害。同時，球形機器人要想應用到實際工程中，球殼必須要經受住惡劣工況的考驗。由此，對球形機器人外殼的設計、制造及輕量化等方面的研究非常重要。
　　本文以球形機器人輕量化球殼結構為研究對象，主要完成了以下工作:
　　(1)根據北京郵電大學原有球形機器人尺寸結構以及設計要求提出不同類型球殼結構包括拼接式球殼、近球形球殼、帶連接件式球殼、骨架式球殼，分析對比各

2、種球殼結構的優(yōu)缺點，識別仿真載荷并初選球殼材料。
　　(2)設計骨架式、近球形兩種球殼結構，并建立有限元計算模型計算兩種結構的靜載響應。分析球形機器人結構的十階模態(tài)頻率及振型。對不同壓板方向、球殼厚度的有限元模型分析結果進行對比分析，找出最弱受壓工況以及合適球殼厚度。運用雙尺度仿真方法對球殼中螺栓孔處幾何特征進行還原，由粗糙模型計算結果插入子模型邊界條件對結構薄弱處進行精確分析。選擇近球形球殼結構作為最終設計方案。
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