可抛投移动机器人跌落分析及电池变形优化

目的 对可抛投移动机器人进行跌落仿真并优化电池保护结构。方法 为了承受至少跌落6 m的强大冲击力,选取EVA及碳纤维材料对抛投机器人进行抗摔设计。基于Ls-Dyna对抛投机器人的3种工况进行跌落仿真,探究机器人各部件的受力情况以及损伤的原因。同时着重对机器人的电池及其箱体结构进行跌落仿真,分析电池失效的原因,并提出整改方案。结果 表明了整体抗摔设计的有效性,没有超出设计材料的屈服点。同时,得出了电池失效的根本原因是电池材质较软以及保护结构包络面积不够,优化后的机器人的电池变形量减小了60%,电池失效得到了根本性改善。结论 经过仿真和实际抛投验证,所提优化方法可用于指导抛投和抗摔类机器人的抗摔设计。

微型快换抛投式侦查机器人跌落碰撞分析

分析了一种车轮可以快换的抛投式侦查机器人从高处跌落的碰撞机理,探究了机器人在跌落时快换结构和整体受力情况和通过实验得出安全跌落高度。数值方法采用计算多体连续碰撞动力学模型中,求解冲击问题的能量方法。根据设计的这款抛投机器人参数应用ANSYS/LS-DYNA对机器人进行仿真实验,通过仿真实验得抛投机器人不同跌落高度,不同着地姿态下各个部件碰撞力的大小,对机器人整体以及危险部位进行强度分析。最后得出这款抛投机器人的快换结构方便、可靠;应该优化内容为车轮橡胶部分,车轴、车轴与轮毂接触处;最大允许跌落高度为大约5米。采用虚拟样机模型仿真实验的方法来优化机器人结构设计,可以减少了实物实验的失败风险,大大加快了设计速度。

抛投式机器人碰撞参数分析及优化

抛投式机器人跌落碰撞过程的研究已成为机器人领域中研究的热点。在碰撞过程中,为了使机器人的结构及内部元件不受损伤,要保证机器人所受的冲击力尽可能小,而在机器人与地面的跌落过程中涉及到众多参数,因此研究其对冲击力的影响十分重要。文章基于虚拟样机技术的试验设计方法,采用多体动力学手段,研究了机器人跌落碰撞过程中各个参数对冲击力大小的影响,减少了实验的次数,降低了成本,提高了可重复性,缩短了研发的周期。

微型抛投侦查机器人传动轴变形分析及优化

分析微型快换抛投式侦查机器人在实际5m高抛投实验中因着地时冲击力过大,导致机器人传动轴受力过大发生塑性变形的问题。通过有限元软件ANSYS Workbench/Explicit Dynamic对机器人模拟导致传动轴变形的跌落进行仿真实验。仿真结果找出传动轴发生变形的最薄弱的部位,并推算出最大等效应力。研究通过分析发现导致传动轴变形的主要原因有两个,一个是在机构设计中传动轴在轮毂与主体之间的间隙过大,另一个是材料本身的强度不够。为使传动轴能抵抗至少5m高的冲击,针对以上两个问题进行改进设计,在进行相同的实际抛投实验和仿真实验中,传动轴部分结构和抗弯曲强度明显提升,其没有发生明显的塑性变形。

关于抛投式机器人的机械结构问题的研究

抛投式机器人碰撞问题的解决已成为机器人领域中的热点问题。在碰撞过程中为了保证机器人所受的冲击力尽可能的小,要对碰撞过程中的各个复杂的参数进行估算。本项目研究了机器人在受控状态下跌落后可能出现的碰撞问题以及机器人薄弱部位的强度问题,在详细的分析和理论验证后就抛投机器人碰撞问题建立了数学分析模型,减少了实验次数,降低了成本,对抛投机器人本体的设计和研究具有一定的参考价值。