本文關(guān)鍵詞：新型頂撐救援機器人的設(shè)計與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文針對新型頂撐救援機器人進行設(shè)計與研究,基于救援機器人和頂撐工具相結(jié)合的方式,設(shè)計了一款體積小巧、重量輕便、頂撐可靠的地震救援機器人。救援操作人員可通過遠(yuǎn)程遙控操作使新型頂撐救援機器人自行行進到待頂撐建筑下,通過自動頂撐重物來協(xié)助救援人員援救傷員,開通生命通道,擴大救援空間,這在突發(fā)災(zāi)難等多個領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景和利用價值。新型頂撐救援機器人由行進模塊、頂撐模塊、探測模塊和控制模塊組成,經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)計后運用三維設(shè)計軟件Inventor對系統(tǒng)進行了三維建模,并對關(guān)鍵構(gòu)件頂撐機構(gòu)進行分析設(shè)計,其中包括頂撐機構(gòu)運動模型和受力模型的建立和分析;運動仿真和靜力學(xué)模擬;螺旋轉(zhuǎn)動裝置、減速裝置進行機構(gòu)設(shè)計。最終仿真模擬結(jié)果滿足頂撐機構(gòu)的重載要求,實現(xiàn)了新型頂撐救援機器人快速、高效、耐用的設(shè)計目的。同時本文還對行進機構(gòu)的履帶和電機進行設(shè)計和選型,并進行運動分析和動力學(xué)研究,基于拉格朗日方法建立本系統(tǒng)的動力學(xué)方程組,最終求解結(jié)果得到行進機構(gòu)履帶節(jié)的行駛狀態(tài)。最后,本文以動力學(xué)多目標(biāo)函數(shù)作為研究重點,結(jié)合運動學(xué)性能指標(biāo),基于優(yōu)化軟件Isight,采用基于最優(yōu)拉丁超立方設(shè)計方法的DOE實驗設(shè)計組件與基于NSGA-Ⅱ算法的優(yōu)化設(shè)計組件混合的策略對新型頂撐救援機器人的最細(xì)舉臂進行多目標(biāo)優(yōu)化,在保證穩(wěn)定性和強度的同時,系統(tǒng)變得更加便攜,體積小、重量輕,優(yōu)化非常成功,順利完成新型頂撐救援機器人的設(shè)計與研究。
【關(guān)鍵詞】：頂撐 救援機器人 靜力學(xué) 動力學(xué) 多目標(biāo)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 救援機器人概述10
• 1.2 課題背景及研究意義10-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 頂撐救援機器人研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第2章 新型頂撐救援機器人系統(tǒng)方案設(shè)計19-32
• 2.1 引言19
• 2.2 新型頂撐救援機器人方案確定19-25
• 2.2.1 設(shè)計原則19-20
• 2.2.2 功能要求及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)20-22
• 2.2.3 技術(shù)路線22-23
• 2.2.4 機械結(jié)構(gòu)圖23-24
• 2.2.5 工作原理24-25
• 2.3 新型頂撐救援機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計25-31
• 2.3.1 行進機構(gòu)25-26
• 2.3.2 頂撐機構(gòu)26-28
• 2.3.3 探測機構(gòu)28
• 2.3.4 控制機構(gòu)28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 頂撐救援機器人頂撐機構(gòu)的設(shè)計分析32-50
• 3.1 引言32
• 3.2 頂撐機構(gòu)運動分析32-40
• 3.2.1 運動模型的建立32-34
• 3.2.2 運動速度分析34-36
• 3.2.3 運動學(xué)仿真36-40
• 3.3 頂撐機構(gòu)受力分析40-45
• 3.3.1 受力模型的建立40-41
• 3.3.2 受力分析41-42
• 3.3.3 受力曲線圖分析42-43
• 3.3.4 靜力學(xué)分析43-45
• 3.4 螺旋傳動裝置研究45-46
• 3.4.1 螺旋傳動裝置分類與選擇45
• 3.4.2 螺旋傳動裝置參數(shù)設(shè)計45-46
• 3.5 減速裝置設(shè)計46-49
• 3.5.1 傳動系統(tǒng)設(shè)計46-47
• 3.5.2 電動機選型47-48
• 3.5.3 控制電路研究48-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第4章 頂撐救援機器人行進機構(gòu)的分析研究50-62
• 4.1 引言50
• 4.2 行進機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析設(shè)計50-53
• 4.2.1 履帶的結(jié)構(gòu)設(shè)計50-51
• 4.2.2 電動機的選型51-53
• 4.3 行進機構(gòu)運動分析53-56
• 4.3.1 直線行駛運動分析53-54
• 4.3.2 轉(zhuǎn)向行駛運動分析54-56
• 4.4 行進機構(gòu)動力學(xué)研究56-61
• 4.4.1 動力學(xué)建模方法56-58
• 4.4.2 系統(tǒng)動力學(xué)建模58-60
• 4.4.3 穩(wěn)定性分析60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第5章 新型頂撐救援機器人多目標(biāo)優(yōu)化62-69
• 5.1 引言62
• 5.2 多目標(biāo)優(yōu)化62-65
• 5.2.1 優(yōu)化對象的確定63
• 5.2.2 優(yōu)化目標(biāo)的確定63-65
• 5.2.3 多目標(biāo)優(yōu)化模型的建立65
• 5.3 實驗流程與結(jié)果分析65-68
• 5.3.1 多目標(biāo)優(yōu)化實驗流程65-66
• 5.3.2 多目標(biāo)優(yōu)化實驗結(jié)果分析66-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論與展望69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-75
• 作者簡介75
• 攻讀碩士期間研究成果75-76

【參考文獻】

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本文編號：383268