井下煤倉清倉機器人機械臂結構設計與新型清倉技術研究.pdf

1、中國是一個煤炭生產大國，煤礦井下煤倉是井下煤炭運輸的咽喉部位，傳統(tǒng)的清倉方式為人工清倉，其勞動強度大，且倉內有有毒氣體和倉壁塌方等一直是一個難解決的問題，清倉機器人的出現(xiàn)無疑可以實現(xiàn)了機械化清倉，提高清倉安全性。本文介紹了機器人清倉技術，由于機械臂是清倉機器人的主要組成部分，分別承擔支撐和工作任務，本文主要介紹了可伸縮的支撐臂和工作臂的機械結構設計和新型清倉技術。
　　本文對國內外清潔機器人的研究現(xiàn)狀進行了分析，在此基礎上對機械臂

2、的伸縮機構進行了選型計算，選擇了適合井下煤倉內部結構條件的伸縮機構。機械臂分為支撐伸縮臂和工作伸縮臂，一個負責支撐另一個負責工作。我們使用三維建模軟件UG繪制了機械臂的三維模型并且裝配起來為下面的有限元分析和動力學分析做準備。
　　在機械臂的工作過程中，主要承受支撐反力和鏟煤阻力，因其工作環(huán)境復雜，受力情況多變，需要確定其應力和應變情況?；诖诉\用ANASYS軟件對煤倉清倉機器人的機械臂的主要受力部件進行靜力學分析。支撐伸縮臂主要

3、對支撐前端在受載荷的情況下的變形和應力等做了分析，工作臂主要是對應著煤鏟的運動在煤鏟所處的幾個特殊部位做了工況分析。通過應力分布圖我們可以清楚的看到最大應力區(qū)和最大位移區(qū)，分析結果為其進一步的優(yōu)化設計提供了理論依據。
　　將三維建模軟件UG所建立的機器人機械臂模型，采用Parasolid格式導入到軟件ADAMS中，在ADAMS下對清倉機器人機械臂的工作過程和運動的狀態(tài)進行仿真分析；利用ADAMS將機械臂上各個關節(jié)點所受力的仿真曲線