微型拋投偵查機器人結構設計及其碰撞分析.pdf

1、目前，微型偵察機器人系統(tǒng)的研究正蓬勃發(fā)展，并逐步應用于危險環(huán)境的偵察。這類機器人一般要求體積小、重量輕、可以方便攜帶進入偵察地點，并且能夠在短時間內準備就緒并投入工作。隨著任務的多元化，具備較強功能的微型拋投式偵察機器人系統(tǒng)研究也開始成為新的研究熱點。
　　本文以The Recon Scout IR機器人為研究基礎。對Scout機器人進行研究，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器人的三維實體

2、模型后，提出改進和功能擴展意見。在設計過程中，完成了對內部模塊的安裝布置、電機的安裝設計、開關設計、快換結構設計、抗沖擊結構設計。其中快換結構的設計具有創(chuàng)新性，能夠實現(xiàn)機器人根據(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。
　　研究通過三維實體模型，分析了拋投式偵查機器人從高處跌落的碰撞機理，探究了機器人在跌落時快換結構和整體受力情況，并且通過仿真實驗得出安全跌落高度。數(shù)值方法采用計算多體連續(xù)碰撞動力學模型中，求解沖擊

3、問題的能量方法。根據(jù)機器人設計參數(shù)應用ANSYS／LS-DYNA對機器人進行仿真實驗，通過仿真實驗得拋投機器人不同跌落高度，不同著地姿態(tài)下各個部件碰撞力的大小，對機器人整體以及危險部位進行強度分析，最后得出這款拋投機器人的快換結構方便、可靠、便捷；應該優(yōu)化內容為車輪橡膠部分，車軸、車軸與輪轂接觸處；最大允許跌落高度為大約5米。采用虛擬樣機模型仿真實驗的方法來優(yōu)化機器人結構設計，可以減少了實物實驗的失敗風險，大大加快了設計速度。