关键词：探测机器人机械臂;;模块化设计;;动力学分析;;振动分析;;多目标优化
摘 要：本文针对特殊地下危险狭窄空间核环境设计了探测机器人的机械臂,该机械臂具有质量轻、横截面小、精度高、负载大、安装更换方便等优点。以机械臂为研究对象,对机械臂进行结构设计和分析,并在结构分析的基础上对机械臂进行优化设计。首先对机械臂进行了结构的设计,对机械臂的构型、电机、减速器、编码器等重要单元进行了选择,根据机械臂的三维模型对整臂进行了实体装配。利用D-H坐标对新型机械臂进行正逆运动学求解,求出机械臂的工作空间。利用拉格朗日法和牛顿欧拉法对化械臂的动力学进行了推导,得到了六自由度机械臂的动力学方程,利用动力学仿真软件对机械臂进行动力学仿真分析,得到了各个关节特性,通过与设计值相比较分析,验证设计方案合理性。通过有限元软件对关键零件进行强度校核,分析得到机械臂静力学特性并进行分析,对机械臂危险工况进行的振动分析,依据振动分析结果对机械臂结构进行了多目标优化设计,优化设计有效减小了机械臂的振动并减轻了机械臂的质量,提高了机械臂的工作性能。根据设计和分析结果制作出了机械样机并搭载试验品台对机械臂的工作性能进行验证,实验表明新型机械臂满足特殊工况要求。
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