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由于近年来国际局势的变化,恐怖活动频频发生,投放各种炸弹成为恐怖分子进行恐怖活动的主要方式,因此各国都加大了对小型侦察排爆地面移动机器人的研制力度。本课题来自国家机械电子工程重点学科上海大学“快速反应”基金项目(项目编号B6701),为“危险场合下微小型地面移动机器人实用化技术研究”的子课题,主要是基于虚拟样机技术对小型移动机器人的动力学特性进行仿真研究。文章首先介绍了国内外小型侦察排爆移动机器人的研究现状以及虚拟样机技术的形成和发展,着重论述了本文仿真研究中所涉及的有关多体动力学的基础理论,其中包括坐标系定义、非线性方程组的建立以及求解非线性方程组所采用的算法。
在此基础上,研究中采用ADAMS软件与UG软件联合建模仿真的方法,在UG软件环境下建立了移动机器人的三维实体模型,通过接口软件把实体模型导入ADAMS软件中,根据实际连接情况添加约束和运动副,确定样机的各种参数,建立起机器人的虚拟样机模型。
本文建立的机器人虚拟样机模型,侧重于考虑不同路面激励对整车振动的影响。对移动机器人在不同路况下的侦察过程的动力学性能进行了仿真分析,即在各种路况下对机器人进行振动响应测试和频谱分析,同时对车载部件也进行了动力学仿真分析。通过对比分析不同路况对整车振动和车载部件性能的影响,获得了一些有价值的结果。本文中应用DesignStudy设计研究方法对关键参数进行了设计研究与优化,提出了优化方案,为小型移动机器人的研制提供了有实际意义的参考依据。