【摘 要】
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本文针对新型顶撑救援机器人进行设计与研究,基于救援机器人和顶撑工具相结合的方式,设计了一款体积小巧、重量轻便、顶撑可靠的地震救援机器人。救援操作人员可通过远程遥控
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本文针对新型顶撑救援机器人进行设计与研究,基于救援机器人和顶撑工具相结合的方式,设计了一款体积小巧、重量轻便、顶撑可靠的地震救援机器人。救援操作人员可通过远程遥控操作使新型顶撑救援机器人自行行进到待顶撑建筑下,通过自动顶撑重物来协助救援人员援救伤员,开通生命通道,扩大救援空间,这在突发灾难等多个领域具有十分广阔的应用前景和利用价值。新型顶撑救援机器人由行进模块、顶撑模块、探测模块和控制模块组成,经过系统设计后运用三维设计软件Inventor对系统进行了三维建模,并对关键构件顶撑机构进行分析设计,其中包括顶撑机构运动模型和受力模型的建立和分析;运动仿真和静力学模拟;螺旋转动装置、减速装置进行机构设计。最终仿真模拟结果满足顶撑机构的重载要求,实现了新型顶撑救援机器人快速、高效、耐用的设计目的。同时本文还对行进机构的履带和电机进行设计和选型,并进行运动分析和动力学研究,基于拉格朗日方法建立本系统的动力学方程组,最终求解结果得到行进机构履带节的行驶状态。最后,本文以动力学多目标函数作为研究重点,结合运动学性能指标,基于优化软件Isight,采用基于最优拉丁超立方设计方法的DOE实验设计组件与基于NSGA-Ⅱ算法的优化设计组件混合的策略对新型顶撑救援机器人的最细举臂进行多目标优化,在保证稳定性和强度的同时,系统变得更加便携,体积小、重量轻,优化非常成功,顺利完成新型顶撑救援机器人的设计与研究。
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