钻井平台上台阶机器人的设计与优化

钻井平台上经常出现高度不规则的台阶。为了提高机器人单次攀爬台阶的高度,从结构变形和底盘抬升等方面入手,提出一种可以依托立柱登上不同高度台阶的机器人。使用有限元软件对机器人的关键零部件进行了仿真,并设置质量最小、工作时变形最小为约束条件对机器人结构进行优化。试验结果表明:机器人可以依托带托盘的立柱和滚珠丝杠结构实现攀爬台阶的功能,立柱的高度和丝杠的长度可以影响机器人攀爬台阶的高度;机器人的限质量为35 kg时,升降铝板最合适的厚度为6.5 mm;机器人依托立柱悬挂时会出现变形,将升降铝板从与立柱相切的安装位置沿中线方向移动4.0 mm,可以在保证完成上台阶动作的同时,最大限度地减小变形。研究结果可为需要攀爬较高台阶的机器人设计提供参考。

基于RecurDyn的防辐射履带式挖掘机越障性能研究

基于多体动力学仿真分析软件Recur Dyn,建立了防辐射履带式挖掘机动力学模型;对防辐射挖掘机低速挡下在干砂路面上攀越台阶和跨越沟槽等进行了仿真研究。研究结果表明,防辐射挖掘机在干砂路面攀爬台阶的最大高度508mm,跨越1000 mm深度沟槽的极限长度为1612 mm;找到了挖掘机攀爬台阶与跨越极限沟槽时受力最大的支重轮均为左履带驱动轮侧第一个支重轮,受力最大均发生在该支重轮与障碍物接触的时刻,其值分别为135.21k N、139.78k N。研究结果可为防辐射挖掘机安全地跨越障碍物提供参考,并为后续防辐射挖掘机履带系统的优化设计提供理论支持。

具有差动机构的履带式机器人设计与分析

研制了一种具有差动机构的四履带双摇臂机器人,该机器人主体由单个直流电机驱动,通过与电磁制动器的配合,实现前进、后退及转向动作,并且差速半轴输出的动力可同步分配至两摇臂,从而完成越障动作。同时,对机器人攀爬台阶时的越障机理进行了分析,通过建立机器人主体倾角α、摇臂仰角θ及越障高度H(θ,α)三者之间的关系,得到了最大越障高度的理论值,并通过对试验样机进行现场测试,将越障高度的实测值与理论值进行了对比分析。