| 题名 | 风电塔筒清洁机器人的结构设计与分析 |
| 作者 | 郝月娇 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 张永贵 ; 王平易 |
| 关键词 | 爬壁机器人 风电塔筒 SolidWorks 运动学分析 ADAMS |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 风能作为一种绿色环保的清洁能源,已被世界各相关地区广泛应用。风电技术在我国的成熟应用及大量风力发电机的安装和使用,使得塔筒的清洁和维护工作变得繁重。传统人工清洁存在周期长、成本高、清洁效果差及人身安全等问题,针对这一问题,本文结合作业环境和功能要求,研究设计了电磁吸附六足移动式爬壁和机械臂盘式刷清洁相结合的机器人,使其在锥形塔壁安全稳定行走并高效完成风电塔筒的清洁任务。塔壁清洁机器人的研究具有一定的价值和意义。首先,通过对风电塔筒清洁机器人的研究背景和意义,结合国内外爬壁机器人的研究现状,对比了待实现的爬壁和清洁功能,分析总结了爬壁机器人在运动、吸附、清洁、电源供给等方面的优缺点,结合风力发电塔架的运行条件,提出了风电塔筒清洁机器人爬壁系统和清洁系统的设计思路。其次,分析了风电塔筒清洁机器人的机构与功能,根据爬壁机器人的适应性要求,从仿生学角度出发,基于锥形壁面的腿足部功能和特点,利用SolidWorks三维软件设计了机器人的运动平台及执行机构,并利用有限元分析软件对其关键零部件进行了静态分析、疲劳寿命分析和优化设计。步行机器人步态规划是其实现灵活稳定运动功能的基础,决定着其运动性能的好坏,设计和规划的三足步态及四足步态为其运动学分析和仿真分析提供理论依据。再次,对所设计的风电塔筒清洁机器人机械腿和执行机构清洁机械臂进行了运动学分析,通过D-H坐标系法,建立腿部及机械臂运动学模型,利用运动学正解方程,已知机械腿和机械臂各关节角,分别得到足端和机械臂末端的空间位置坐标;并利用运动学逆解方程,已知足端和机械臂末端位置坐标,求解机械腿和机械臂各关节转角,并对足端工作空间和安全稳定性进行了分析验证,为后续运动学仿真打下良好基础。最后,应用ADAMS软件对风电塔筒清洁机器人运动平台的步态和清洁机械臂进行了运动学仿真分析,仿真实验得出了机器人以三足和四足步态在爬行过程中机身质心位移,腿部跟关节、髋关节和膝关节的角速度、力矩和动能曲线,仿真结果表明,机器人在爬行过程中具有良好的运动稳定性,运动平台的结构设计的合理性和正确性得到了验证。通过对机械臂的仿真分析,根据机械臂的位移曲线和仿真轨迹,直观地了解到机器人的清洁空间范围,得到基座关节、肩关节和肘关节的角速度和力矩曲线,验证了机械臂具有清洁污物的基础,能够为风电塔筒清洁机器人在运动过程中的清洁作业提供支撑。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 96 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94861]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郝月娇. 风电塔筒清洁机器人的结构设计与分析[D]. 2019. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论