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《北京邮电大学》 2013年
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一种手抛式球形侦察机器人的结构设计及分析

卢亮  
【摘要】:随着社会的发展,侦察机器人正逐渐成为现在研究的热点。机密侦察和监控在目前的军事领域和民用领域都有着重要的地位。目前常规的侦察机器人普遍存在体积大、形状不规则、携带不方便等问题,限制了侦察机器人的发展。本文研制了一种方便携带、重量轻、手抛式的球形侦察机器人,该机器人搭载有摄像头与监听设备,可以配给单兵携带,具有投掷后行走和侦察的能力,具有广泛的应用前景。 首先,对目前国内外侦察机器人和球形机器人的减震设计进行了分析,并结合实际需求,确定了本文的手抛式球形侦察机器人的结构设计方案。设计了侦察机器人外部与内部减震机构和球形机器人的行走机构。同时,对减震系统的各零部件进行了设计和强度校核,确定了机器人的整体结构设计方案。 其次,对手抛式侦察机器人的行走机构进行了运动学和动力学的建模,在加入了减震机构与摄像系统的设计后,该机器人与普通的行走球形机器人具有一定的不同。本文分析了其动力学与运动学特性,得出了其行走性能与结构参数的关系。通过ADAMS软件对其进行仿真,改变不同的参数,分析其速度与位移曲线,验证了设计的合理性的同时也提出了行走机构设计的优化方案。 再次,对减震机构进行了减震性能分析。由于本机器人采用了4种减震方式,其外部的端部减震与减震杆减震的计算方式也不相同,本文分别根据能量法和冲击化为速度阶跃的方法对此进行了计算,对内部的减震系统也分别采用粘弹性碰撞模型和振颤波模型进行了分析。对其中的核心零件,采用ANSYS仿真进行强度校核并进行优化。 最后,通过实验仿真,验证了手抛式球形侦察机器人的减震效果。通过ADAMS的下落实验并对其进行实验结果进行分析,对前文的理论推导进行了实验验证。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP242

【参考文献】
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