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危险弹药排除机器人主要作用在于代替人力,在突发事故现场进行侦察、排除和处理爆炸物及其它对人民生命财产构成威胁的危险品,是执行反恐排险任务必不可少的武器装备。履带车辆区别于其它轮式车辆和轨道车辆的显著特征之一就是利用履带行驶系统完成自铺路面的行走方式,此项优点使履带行驶系统野外行驶能力,越障能力和机动性能都得到保证,对其进行理论和实践的研究,具有重大的理论意义和战略意义。
本文围绕危险弹药排除机器人的开发与应用,研究基于履带式行驶系统的危险弹药排除机器人,侧重于机器人的行驶系统。主要研究内容如下:
1.根据设计要求对履带行驶系统的制动性能、转向性能、坡道行驶稳定性和机器人的工作稳定性做了详细的理论计算。
2.应用Unigraphics软件对危险弹药排除机器人进行了三维立体建模;将机架和履带架通过parasolid 接口导入到RecurDyn软件中,由于履带的结构复杂,故在RecurDyn 中重新建立履带模型。
3.模拟以下几种现实的工作环境进行动态仿真:
(1)水平坚实路面满载仿真。通过仿真危险弹药排除机器人在水平路面满载工况下的行驶,得到炮弹与整机重心在竖直方向上的振动位移和振动加速度,评价危险弹药排除机器人的行驶平顺性。
(2)坚实路面满载上30 °坡、下30 °坡仿真。仿真机器人在坡道上行驶,得出机器人的坡道行驶能力和坡道行驶稳定性。
(3)坚实路面满载原地转弯、2m 巷道转90 °弯、2.5m 巷道转90 °弯仿真。仿真2m、2.5m 巷道转90 °弯工况,通过转弯半径、行驶速度和转弯时间判断机器人巷道行驶机动性能。
(4)同一车速、相同路面,分别以车重28 ﹪、31 ﹪、34 ﹪、37 ﹪和40 ﹪的履带预张紧力进行车辆行驶仿真分析。通过比较可知危险弹药排除机器人的履带预张紧力取34 ﹪左右较为合适。
以上仿真结果可以辅助产品设计,为产品设计提供参考数据。在产品设计之初,通过仿真结果及时发现设计中存在的问题并及时给予修正,缩短了产品设计生产周期,提高产品设计质量和效率。