煤矿救援机器人虚拟样机仿真分析

运用虚拟样机技术,在CATIA环境下建立煤矿救援机器人三维实体模型并对其结构和运动姿态进行仿真分析。以机器人自撑起运动为例,建立其动力学模型,在ADAMS下进行运动学和动力学仿真。分析机器人在完成自撑起运动时,摆臂的速度、加速度与驱动力矩的变化规律,为煤矿救援机器人的进一步仿真分析提供依据,同时也为煤矿救援机器人控制系统设计提供可行的理论数据。     

多足机器人的设计与仿真分析

运动的平稳性和爬坡能力是多足机器人的重要性能指标,利用虚拟样机技术做运动学仿真分析来验证该装置的合理性,并对其做步态规划和运动学分析。基于仿真模型,分别对多足仿生机器人的行走能力、爬坡能力和越障能力进行仿真分析。通过对仿真结果的分析得出该多足仿生机器人具有跨距大、幅度高和速度波动小等特点,具备25°以下的爬坡能力和良好的地形适应性。从而验证了此种多足仿生机器人设计的合理性和可靠性。     

气动仿青蛙跳跃机器人动力学分析

以青蛙为原型设计了一种仿青蛙跳跃机器人。该机器人以气动人工肌肉为驱动器,使得机器人具有更好地仿生性能。将机器人的运动分为3个阶段,进行了运动学分析,并运用拉格朗日法进行动力学分析,获得动力学方程。利用ADAMS-Matlab仿真验证了动力学方程的正确性,为进一步的研究工作奠定了基础。     

水陆两栖仿生海龟机器人设计与分析

针对传统机器人在水陆工作环境下运动模式转换的适应性问题,以海龟的水陆行进方式为出发点,分析了水下扑翼动作、水下转向和沉浮动作以及上岸后水翼折叠动作的实现方式,提出了一种采用扑翼传动机构、可变形自锁水翼机构、后腿机构和重心调节机构来实现水陆行进的水陆两栖仿生海龟机器人设计方案。建立了扑翼传动机构运动模型和仿生机器人整体重心仿真模型,分析了仿生扑翼运动特性并计算了固定配重安装位置。对仿生水翼进行力学分析,表明机器人能够实现可靠的水下扑翼运动。对仿生机器人关键零部件进行了流固耦合力学仿真分析和方案优化。试制了仿生机器人样机并进行了试验测试,实现了仿生机器人的基本功能。     

核电站巡检应急履带机器人越障分析

针对机器人在核电站复杂环境中的地形通过要求,设计了一种具有双摆臂的履带式机器人,通过建立摆臂履带机器人越障性能分析的参数理论模型进行虚拟仿真和理论分析,以低阶梯、高阶梯、楼梯和沟壑等多种障碍物作为分析障碍物,分析了双摆臂履带机器人的系统参数与越障性能的关系.仿真结果表明,设计的双摆臂履带机器人具有较好的越障能力.同时,...     

具有被动摆臂的八轮机器人结构设计与仿真分析

为了提高轮式移动机器人的地形适应性、越障性和操控性,设计了一种具有被动摆臂的八轮机器人。采用铰接式摇臂能被动适应地形变化而相对转动,并在铰接点引入柔性关节以产生阻力矩,提高机器人的稳定性。分析了机器人在垂直台阶的越障机理,利用RecurDyn软件进行越障性能仿真,分析得出机器人越障的关键阶段。仿真结果表明,机器人可以攀越大于车轮直径的垂直台阶;并通过有、无柔性关节的仿真对比,验证了柔性关节的可行性,得出最优设计参数,为物理样机的研制提供理论依据。     

SR3-600型焊接机器人结构的静力学动力学分析和拓扑优化

以自主研发的SR3-600型六关节工业焊接机器人为研究对象,设计了机器人的整体方案及传动形式。运用Solidworks对机器人的各部件进行三维建模及虚拟样机的装配,并利用有限元分析软件Ansys Workbench对机器人在最危险工况下的结构强度进行仿真计算,包括静力学和动力学分析。仿真结果验证了机器人结构强度的可靠性,并在满足性能要求的前提下对机器人进行有限元拓扑优化以提高其负载-自重比,为相关机器人的设计提供了理论依据。     

基于ADAMS的搬运机器人运动学分析与动态仿真

针对棉纺车间棉筒的搬运问题,运用Solid Works软件设计了搬运机器人的3D模型。采用D-H法建立机器人的运动学方程,进而对运动学的正问题和逆问题进行求解。最后以ADAMS作为仿真工具,从理论上分析机器人运动,验证了机器人设计的可行性,为机器人实现棉筒搬运问题提供了依据。通过理论计算值与仿真结果进行对比分析,结果表明该机器人末端执行器在竖直方向运行平稳,进而为后续设计打下基础。     

新型完全各向同性移动并联机器人的动力学分析与仿真

提出了一种新型完全各向同性移动并联机器人。首先对该机器人的运动学问题进行了分析,建立其位置、速度和加速度方程;然后以"库伦+黏性"摩擦模型为基础,推导出驱动滑块和球铰所受的摩擦力/力矩方程;在考虑摩擦的情况下,利用牛顿-欧拉法分别建立了驱动滑块、分支运动链和机器人动平台的动力学模型,揭示了分支驱动力和加在动平台上的外力之间的映射关系;最后基于ADAMS软件和MATLAB编程对机器人动力学进行仿真,绘制出驱动滑块所受的驱动力变化曲线,两种仿真结果完全一致,验证了理论分析的正确性和有效性。该机构可用于农业机器人、工业机器人的末端执行机构。     

行星轮爬壁机器人的设计、运动分析及动态仿真

以新型的行星轮爬壁机器人为研究对象,介绍了行星轮爬壁机器人的工作原理、机构运动方案设计、结构尺寸设计及运动分析等内容,完成了机器人机构运动方案设计及其机构整体尺寸设计,并对它进行了运动分析。分别详细阐述了基于Solid Edge和UG对行星轮爬壁机器人进行的三维建模、虚拟装配和动态仿真以及它的完善,得到了行星轮爬壁机器人的爆炸图、干涉分析报告及动态仿真动画。     

基于虚拟样机技术的仿人机器人电机选型

针对仿人机器人设计中电机选型的问题,提出基于虚拟样机技术的电机选型方法.在初选参考电机后,设计符合要求的机器人,使用Pro/E和ADAMS联合建立仿人机器人的虚拟样机模型,运用此虚拟样机进行机器人动力学仿真,以仿真参数为依据,进行电机系统的精确选型.最后通过比较关节负载特性曲线与电机的理想机械特性曲线,验证了电机选型的合理性.     

攀爬机器人磁吸附组件优化设计与仿真

为满足大型起重机危险部位的检测需求,设计一种具有较强越障能力的磁吸附金属攀爬机器人。机器人可携带高清图传设备、机械臂以及其他金属检测设备。针对一种磁吸附机器人设计出独特的磁吸附组件,进行多个维度的分析仿真与优化,确保机器人在大型起重机上的各个侧面工作时,能有效抵抗倾覆、脱落、翻滚或滑移。为确保永磁体以尽可能小的质量获得尽可能大的吸附力,特别引入"磁质比"概念。通过有限元分析软件进行仿真优化,得到最优规格并制作出机器人实物,验证仿真优化的可靠性。     

五自由度串联机器人运动学正反解仿真研究

介绍了基于ADAMS的5自由度串联机器人运动学正、反解仿真方法,给出了一种有效的仿真多自由度串联机器人反解的驱动函数构造方法,并用ADAMS强大的运动仿真功能、函数、测量及曲线处理功能,对5自由度机器人进行了运动学正反解仿真运行及分析。为机器人运动控制及优化设计提供参考依据。     

165kg工业点焊机器人机械本体设计

主要介绍奇瑞公司自主研发的负载为165kg点焊机器人机械本体的设计。依据点焊机器人的应用要求并参照国外类似机器人产品,确定机器人性能指标和本体结构,然后根据性能指标选择电气驱动和机械传动元件;创建三维模型,对机器人机械系统进行动力学仿真和对关键零部件进行有限元分析,最后根据仿真和分析的结果对设计方案进行改进和完善。     

环锭纺接头机器人结构研究与动力学分析

针对当前环锭纺纱机断纱率高、人工接头劳动强度大的现状,开发了一套适用于环锭纺纱机的自动接头机器人。采用牛顿-欧拉方法建立了机器人的动力学方程,并运用MATLAB编程方法和ADAMS动力学仿真功能分别求解出关节驱动力矩,通过两者结果对比,验证了理论推导的正确性。应用ADAMS参数化设计功能求解出关节力矩峰值,为电机选型提供了精确的参数依据。最后以机器人样机做PTP运动为例,对机器人动力学性能进行测试,实验数据与仿真结果吻合,验证了整机设计方法的可行性。该机器人的研发突破了环锭纺纱机无法实现接头自动化的瓶颈。     

利用Pro/E的缆索检测机器人连接支架的优化设计

连接支架是斜拉桥缆索检测机器人中的关键部件,直接影响到斜拉桥缆索检测机器人工作过程中的安全性和可靠性.利用Pro/E软件建立了缆索检测机器人连接支架的三维模型,采用Pro/Mechanica模型分析软件对连接支架进行应力、应变和灵敏度分析.在确定了连接支架结构的重要设计参数后,以轻型化为目标,对连接支架进行了优化设计及仿真分析.仿真结果表明,优化后的连接支架在保证应力和应变符合要求的前提下,达到了减轻重量的优化设计目的,对检测机器人的整体优化研究具有重要意义.     

拱泥机器人运动特性分析与仿真

针对拱泥机器人在泥土环境中前进时所受转向阻力矩大的特点,结合并联机构承载能力强、运动反解容易等优点,提出采用Tricept型并联机构作为拱泥机器人转向机构的方案,以提高拱泥机器人的驱动能力.给出拱泥机器人机构的整体方案,建立拱泥机器人各杆件坐标系的变换矩阵.通过对拱泥机器人运动特性的分析,建立拱泥机器人运动轨迹的数学模型,利用计算机仿真技术模拟出拱泥机器人运动的整个过程,并给出拱泥机器人在有无障碍物情况下转向关节的角度变化.仿真结果为拱泥机器人在机构设计与路径规划研究等方面提供了依据,为拱泥机器人的运动学、动力学的分析与仿真以及虚拟样机的建立打下了一定的理论基础,同时也为其他仿生机器人的运动特性分析提供了一种有效方法.     

基于虚拟样机技术的机器人运动学研究

介绍了基于ADAMS软件的5自由度串联机器人运动学仿真方法,构建了机器人虚拟样机并对其进行运动学仿真,利用ADAMS强大的运动仿真、函数、测量及后处理功能,对仿真结果进行了分析,结果表明该方法简单、方便、有效.     

仿生爬行机器人匀速步态规划及仿真

针对爬壁作业需求,设计了一种仿生爬行机器人,针对此机器人采用了结构研究、运动学分析的方法,针对其中机器人质心匀速的参数,规划了一种保持机体质心匀速运动的对角步态,并通过ADAMS仿真软件对该机器人进行了仿真分析,具体分析了机器人的质心位移、质心在前进方向的速度和加速度、机器人单腿扭矩以及单腿在前进方向的摩擦力,在该质心匀速的参数下,通过对仿真数据的分析,得到了模型结构设计的合理性和匀速步态规划的可行性。     

大型船舶的焊接机器人运动学分析及静力学分析

针对设计的焊接机器人进行研究,运用SolidWorks软件对机器人进行建模,利用MATLAB软件对焊接机器人正运动学和逆运动学进行仿真研究,通过绘制焊接机器人各关节角位移、角速度、角加速度曲线等讨论机器人的运动可行性。此外,运用Abaqus软件对焊接机器人受力较大的大臂进行静力学分析,通过施加相同力的方式研究焊接机器人在极限状态下的受力情况,为机器人后续市场化提供理论研究依据。