【摘 要】
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随着科技的日益进步,对煤炭巷道作业的要求也在日益提高。但传统的轮式巡检机器人越障能力差,履带式巡检机器人移动速度慢,轮-履复合式行走装置又存在轮-履更换机构复杂,效率低等问题。针对以上不足,本文基于TRIZ理论设计出一种新型导向轮式轮-履复合型行走装置,对该行走装置的结构进行设计,并对该行走装置进行静力学和运动学分析。基于TRIZ创新理论,对现有轮式与履带式行走装置采用九屏分析和组件分析方法,找出
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随着科技的日益进步,对煤炭巷道作业的要求也在日益提高。但传统的轮式巡检机器人越障能力差,履带式巡检机器人移动速度慢,轮-履复合式行走装置又存在轮-履更换机构复杂,效率低等问题。针对以上不足,本文基于TRIZ理论设计出一种新型导向轮式轮-履复合型行走装置,对该行走装置的结构进行设计,并对该行走装置进行静力学和运动学分析。基于TRIZ创新理论,对现有轮式与履带式行走装置采用九屏分析和组件分析方法,找出现有行走装置存在的不足,并进行结构创新设计。运用矛盾矩阵和鱼骨分析法对系统中的问题进行优化设计。设计了一种导向轮式轮-履复合型巡检机器人。并对导向轮机构的运动特性与导向轮液压推杆进行验证运算,验证了实施方案的合理性。针对煤矿巷道巡检机器人使用环境,设计出适合巷道环境的巡检机器人方案,并对其零部件进行设计和选型,包括驱动轴、履带、车架、箱体、液压系统等,为巡检机器人底盘机构的设计以及后期样机的制作提供了理论基础。运用ANSYS Workbench软件对巡检机器人的车轴和车架进行静力学和模态分析,通过施加力和力矩分析车轴和车架变形及受力情况,并根据仿真结果对车架结构进行优化。车轴与车架的模态分析验证了车轴和车架的材料选择及结构设计的合理性,结果表明煤矿巷道巡检机器人行走装置在工作过程中不会发生共振。运用ADAMS软件对煤矿巷道巡检机器人行走机构进行动力学分析,通过建立复杂路面模型,模拟煤矿巷道工作环境,分析巡检机器人在复杂路况下行走机构质心位移、速度、加速度随时间的变化曲线,仿真结果表明行走装置可满足越障、越沟、爬台阶等复杂路面,满足设计要求,并搭建样机验证行走机构设计的可行性。图[69]表[13]参考文献[86]
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