煤礦井下搜救探測機器人的虛擬樣機建模技術與研究.pdf

1、我國已成為世界煤炭開采和消耗的第一大國，也是發(fā)生煤礦安全事故最多的國家。研究設計一種能夠代替人的機器人深入煤礦井下進行搜救和探測必將大大減少我國在煤礦開采與礦難搶險中的人員傷亡。同時在這方面技術的突破必將有利于提升我國智能機器人的研制水平，推動我國機器人技術研究和實際應用的發(fā)展。
　　 本文針對煤礦井下搜救探測機器人技術的要求，提出了一種機器人本體結構設計方案，并應用虛擬樣機技術對所設計機器人進行了系統(tǒng)的建模與研究。
　　

2、 本文設計了一種采用三段式橡膠履帶——擺臂復合行走機器人的本體結構，并應用Pro/E軟件建立了完整的機器人本體結構數(shù)字樣機模型，對模型進行了初步檢測與干涉分析，確定了機器人整體結構參數(shù)。采用虛擬樣機技術，通過ADAMS軟件建立了機器人橡膠履帶行走機構的虛擬樣機模型，并對機器人行走機構進行了系統(tǒng)的運動學/動力學仿真與分析，計算出了橡膠履帶阻尼系數(shù)，選定了主驅動電機型號，確定了機器人在各種工況下的起步加速度和運行速度，分析了機器人越障、越

3、溝、爬坡與轉彎等運行狀態(tài)性能。本文還應用ANSYS軟件建立了機器人擺臂單元的有限元模型，進行了機器人擺臂單元靜力學分析。
　　 仿真分析試驗結果表明本文設計的機器人本體結構設計合理、運動靈活，具有良好的動力性和復雜路面的通過性；擺臂單元的剛度和強度能夠滿足機器人在各種工況下運行的要求。該煤礦井下搜救探測機器人的本體結構的研發(fā)為環(huán)境探測、避障控制等功能的研究與實現(xiàn)搭建了一個機動性能好、運行效率高的機械移動平臺，目前該設計已申請國家