浆液搅拌机器人结构分析与优化

摘要

水煤浆是一种新型燃料浆体，有着广阔的发展应用前景。水煤浆在储藏和运输过程中会产生沉淀，据此提出了一种用无人遥控搅拌机器车搅拌浆液的解决方案，搅拌机器车能够在储罐底部按照拟定路径行走，同时进行搅拌。这种机器车可取代传统的大型机械搅拌装置，具有体积小，能耗少等优点。 首先，本文对已经研制出的搅拌机器人的行驶性能进行了详细的分析，推导出小车不发生侧翻和侧滑的计算公式，并进行了实例计算，从而验证了所设定的运动参数的正确性。用Ad锄s/View软件对浆液搅拌机器人进行简化建模、施加约束并在拟定的轨迹上进行运动学仿真，验证了小车能够在拟定的轨迹上正常行驶，即证明机器车能够完成所规划的两种运动方式——匀速圆周运动和掉头运动，验证了小车的行驶稳定性。 其次，进行了小车在匀速圆周运动及原地掉头运动两种工况下从动轮支架(即从动轮)摆角计算公式的推导，通过实例计算比较了不同转弯半径时从动轮支架的旋转角度，进而得出了确定从动轮支架到车体距离的依据。 再次，对浆液搅拌机器人在储浆罐底工作过程中的驱动轮进行了分析，并按照设计尺寸运用有限元方法分析软件ANSYS对该模型进行有限元建模和求解；通过对求解结果进行分析，证明驱动轮工作的过程中所产生的应力在许用应力的安全范围内。 最后，以小车重量及液体阻力作为优化目标，进行了多学科优化的初步探讨。 该项研究对轮式机器人的结构设计有重要的参考价值，对该设备的研制成功具有一定的意义。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 引言

第二章浆液搅拌机器人行驶稳定性分析

第三章浆液搅拌机器人从动轮转弯时运动性能分析

第四章 搅拌机器人驱动轮的结构分析

第五章 搅拌机器人的运动仿真

第六章浆液搅拌机器车双学科双目标优化方法初探

第七章总结与展望

致谢

参考文献

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