核用机器人履带底盘动力学仿真与试验验证研究

发布时间：2020-03-24 02:29

【摘要】：核用机器人属于特殊环境作业机器人,在核事故应急抢险、核设施退役作业中起着至关重要的作用。对核用机器人的要求也比普通机器人要高,不仅要满足现场工作要求,还要能适应核辐射环境。核用机器人要搭载传感系统、屏蔽装置等,屏蔽装置一般是由重金属材料组成,质量较大。所以核用机器人行驶底盘往往负载较大,而且还要面临出事故回收困难等问题,所以,需要对核用机器人履带底盘关键参数进行优化,改善行驶性能。本文以核用机器人为研究对象,对核用机器人履带底盘行驶性能进行研究。主要研究内容如下:针对核用机器人履带底盘负载大的问题,对履带底盘进行行驶理论分析。根据履带底盘行驶原理,并对履带底盘行驶过程中牵引力、阻力、驱动转矩、驱动功率等重要参数进行理论计算。综合运用Solidworks与RecurDyn软件建立核用机器人模型,定义履带底盘内部各部件接触参数、履带与地面接触参数。建立直线行驶,30°坡道直行地面模型。对核用机器人履带底盘在平地直行、差速转向、坡道直行等常见工况下进行仿真分析,提取履带底盘行驶速度,驱动功率与驱动转矩,与理论计算值进行对比,验证履带底盘模型的正确性。此外,考虑履带预张紧力对履带底盘行驶性能的影响,设置不同的预张紧力,对履带底盘进行仿真,分析不同预张紧力大小对履带底盘动态张紧力、驱动功率的影响规律,得到履带核用机器人在平地直行时,最佳的预张紧力为整机重量的30%;在30°坡道直行时,可以适当提高预张紧力以提高履带底盘行驶性能,合理的预张紧力范围在整机重量的30%-40%。综合以上研究,调整履带底盘预张紧力为整机重量的30%,对核用机器人行驶性能进行了试验验证,试验结果与仿真结果误差较小。调整预张紧力后,履带底盘具有良好的行驶性能。本文对核用机器人履带底盘进行了动力学仿真与试验验证,获得了一些数据和结果,为改善核用机器人履带底盘行驶性能具有重要意义。
【图文】：

图 1.1 日本福岛事故现场Figure 1.1 Scene of the Fukushima accidentin Japan图 1.2 核用机器人代替人工作业Figure 1.2 Nuclear robot instead ofmanual operation核设施环境与普通环境不同，里面结构复杂，而且设备具有放射性，，一些高

图 1.1 日本福岛事故现场Figure 1.1 Scene of the Fukushima accidentin Japan图 1.2 核用机器人代替人工作业Figure 1.2 Nuclear robot instead ofmanual operation核设施环境与普通环境不同，里面结构复杂，而且设备具有放射性，一些高
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP242.3

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本文编号：2597653