外文翻譯 --電纜攀爬機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)仿真分析 中文版.docVIP

1外文翻譯畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：基于ADAMS的寬窄行分插機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析原文1：DynamicsSimulationAnalysisonGuidingMechanismforCableClimbingRobot譯文1：電纜攀爬機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)仿真分析2電纜攀爬機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)仿真分析JieLu,HongzhouLi,XuemeiZhang,XiaofaLaiCollegeofMechanicalEngineeringBeihuaUniversityJilin,ChinaYinshun_9999163.com摘要:本文介紹了一種使用動(dòng)態(tài)分析軟件ADAMS建立一個(gè)關(guān)于電纜爬墻機(jī)器人引導(dǎo)原理的仿真模型的方法。通過這個(gè)模型和仿真的手段建立許多因素的影響,包括操作、姿態(tài)、角度、支撐剛度、預(yù)加載荷、支撐輪子的維度。來得到機(jī)器人的身體在工作狀態(tài)下的抵消補(bǔ)償。文章中的這種方法能夠提供一個(gè)基礎(chǔ)電纜攀爬機(jī)器人的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:電纜攀爬機(jī)器人引導(dǎo)原理動(dòng)態(tài)仿真簡介電纜機(jī)器人通過沿著承載斜拉橋的電纜爬,高電壓線分布,桅桿和其他高空電纜,它可以執(zhí)行如同缺陷檢測、污垢清洗、自動(dòng)繪畫等3,2,1。和手動(dòng)工作模式相比較,這個(gè)由機(jī)器人執(zhí)行的自動(dòng)工作模式不僅能降低操作成本,而且能保證工作過程的安全。因此,關(guān)于電纜攀爬機(jī)器的人相關(guān)技術(shù)和理論研究在已經(jīng)被全世界許多學(xué)院和最近制定的許多成功的作品廣泛的看重4。通過機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行分類，存在通過輪子支撐的電動(dòng)運(yùn)行機(jī)制，氣動(dòng)蠕動(dòng)驅(qū)動(dòng)，以及液壓驅(qū)動(dòng)等。氣動(dòng)蠕動(dòng)驅(qū)動(dòng)是其中一種廣泛運(yùn)用的模式，因?yàn)樗忻襟w的優(yōu)勢清潔、鎖模力緩沖、負(fù)載自適應(yīng)、和更好的可控制性等優(yōu)勢。本文介紹了一種氣動(dòng)監(jiān)測和控制機(jī)器人電纜繪畫。該機(jī)器人利用注入的壓縮空氣作為動(dòng)力源，以監(jiān)視和控制功能作為它的工作模式，它可以完成防腐涂料繪畫和電纜表面的顏色裝飾等工作，電纜的直徑在范圍在60毫米到200毫米之間，長度在300米以內(nèi)。由于電纜可能有不同的截面形狀，如圓柱形、平行六個(gè)棱柱、或螺旋六棱柱，機(jī)器人的這種固定和支持引導(dǎo)機(jī)制必須有一定的靈活性，即機(jī)器人有對直徑變化能力的要求。然而，這種靈活性也必須有限制，如果太大，機(jī)器人的身體和電纜之間的偏心將會(huì)增加，從而會(huì)影響畫的質(zhì)量，甚至可能導(dǎo)致機(jī)器人被阻塞等等。本文論述了對于機(jī)器人身體偏心的影響因素，例如,工作姿態(tài)、支承剛度、支撐車輪大小、預(yù)加載荷等等，并介紹了一些電纜爬墻機(jī)器人設(shè)計(jì)的指導(dǎo)原則。電纜機(jī)器人的操作姿勢在機(jī)器人工作過程中保持身體和電纜的同心度是很有必要的，否則，工作質(zhì)量3有可能降低。三個(gè)引導(dǎo)車輪均勻地分布在圓柱的周圍用于保持設(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí)的同心度。為了適應(yīng)不同電纜的不同截面形狀，三個(gè)引導(dǎo)支持輪，尾部是由三個(gè)薄氣缸驅(qū)動(dòng)，用于夾緊電纜。盡管有電纜形狀的影響，外部工作負(fù)載有可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人身體的偏轉(zhuǎn)和因此帶來受力狀態(tài)的改變。為了方便分析，并且為了計(jì)算方便，假設(shè)這三個(gè)支撐是彈性的(見圖1),定義如下：與電纜相關(guān)的機(jī)器人的身體狀態(tài)命名為工作姿態(tài)；線t-t是通過電纜軸和沿重力方向的線，被作為工作姿態(tài)的參考線；位于電纜頂端的并且最靠近t-t線的支持輪命名為輪1；角是主截面和參考線之間的夾角，被命名為工作姿態(tài)角；從輪1開始，其他兩個(gè)沿逆時(shí)針的支持輪分別被命名為輪2和3。根據(jù)上述的假設(shè)和定義，我們知道機(jī)器人的工作姿態(tài)取決于工作姿態(tài)角，并且這個(gè)角應(yīng)該在關(guān)于對稱結(jié)構(gòu)的正負(fù)60范圍之內(nèi)。圖1機(jī)器人的姿態(tài)和其被迫所處的狀態(tài)4機(jī)器人身體補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)仿真分析電纜機(jī)器人在工作狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)特性是非常復(fù)雜的(參見圖1)。如圖1所示，當(dāng)三個(gè)定向輪子的預(yù)加載荷相等并且沒有其他外部負(fù)載作用，機(jī)器人身體的幾何中心和該電纜的中心是同心的；一旦有外力作用，由于支撐點(diǎn)的彈性特征，機(jī)器人的幾何中心和電纜中心會(huì)產(chǎn)生偏移量，不同的支持輪也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相對運(yùn)動(dòng)并且會(huì)導(dǎo)致支持車輪和電纜的接觸點(diǎn)改變，然后動(dòng)態(tài)特性也會(huì)隨著改變。因此，電纜機(jī)器人在工作狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)機(jī)理模型是一個(gè)時(shí)變模型。與此同時(shí)，在分析過程中也應(yīng)考慮接觸剛度、摩擦特性。因此，簡單的模型并不能滿足對機(jī)器人設(shè)計(jì)的要求，而且傳統(tǒng)的靜態(tài)分析法很難建立和解決以上這種問題并且計(jì)算精度也達(dá)不到要求。本文介紹了一種使用ADAMS的新方法，一種動(dòng)態(tài)仿真軟件，來建立電纜機(jī)器人引導(dǎo)機(jī)制和根據(jù)實(shí)際工作條件仿真獲得的機(jī)器人身體的不同偏移的動(dòng)態(tài)模型。A.物理和幾何參數(shù)的描述為了理論分析和仿真計(jì)算的方便，機(jī)器人引導(dǎo)機(jī)制的物理和幾何參數(shù)定義如下：Ti-機(jī)器人身體的內(nèi)徑(mm)L-引導(dǎo)輪寬度(mm)Gj-等效負(fù)載-工作姿態(tài)角-支撐輪角度p-機(jī)器人身體的偏移量(mm)Ki(i=1、2、3)支持點(diǎn)的剛度(N/mm)D-電纜直徑(mm