复合式移动探测机器人行驶平顺性研究与分析-论文.pdf

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1、第49卷第7期机械工程学报Vo1．49NO．72013年4月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGApr．2013DoI：10．3901／JME．2013．07．155复合式移动探测机器人行驶平顺性研究与分析水尚伟燕，2邱法聚李舜酩2程晓民(1．宁波工程学院机械工程学院宁波315016；2．南京航空航天大学能源与动力学院南京210016；3．宁波特种设备检验研究院宁波315016摘要：为提高移动机器人的行驶平顺性，设计适合野外探测的复合式移动系统。该移动系统具有摇臂转向架机构以连接前后轮履，并设计差速平衡机构将左右摇臂转角进行线性平均。通过悬架系统简化建

2、立移动机器人振动模型并对其进行动力学分析；确定车身加速度的有效值和最大值、车轮动载荷最大值与有效值及前、后轮悬架系统不会被撞击的概率作为移动机器人行驶平顺性评价的统计量，并分别对几个评价统计量进行分析；提供适合于复合式移动机器人悬架参数优化的数学模型，确立设计变量和目标函数，建立相应的约束条件，采用NSGA．II对设计变量进行优化，计算出合适的悬架结构参数；通过试验验证优化仿真的正确性，并为复合式野外探测机器人行驶平顺性的提高提供有效的结构参数。关键词：探测机器人复合式移动系统动力学模型悬架参数优化仿真中图分类号：TG156ResearchontheRidePerforman

3、ceofCompoundMobileExplorationRobotSHANGWeiyan-2QiUFajuLIShunming2CHENGXiaomin(1．CollegeofMechanicalEngineering，NingboUniversityofTechnology,Ningbo315016；2．CollegeofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016；3．NingboSpecialEquipmentInspection&ResearchIn

4、stitute，Ningbo315016)Abstract：Inordertoimprovetherideperformanceofmobileexplorationrobot．acompoundmobilesystemforfieldexplorationtaskisdesigned．Thereisastructureofrocker-bogiedesignedinthismobilerobottoconnectthefrontwheelandthereal"whee1．Andthereisalsoadiferentialbalancemechanismtomakeline

5、araverageofrotationanglefromtheleftrockerandthefightrocker．Thesuspensionsystemofmobilerobothasbeensimplified，thenthevibrationmodelisestablishedanddynamicsanalysisismadeaccordingly．Thefollowingvaluesareanalyzed，whichistheefectiveandmaximumvalueofbodyworkacceleration，theefectiveandmaximumvalu

6、eofwheeldynamicload,andtheratioofnotbeinghitonrearwheelsuspensionsystem．Thesevaluesaredefinedastheevaluationstatisticsforfideperformance．Thenamathematicalmodelforcompoundmobilesystemisprovided，andthedesignvariablesandobjectivefunctionisdefined．Astheconstraintsbeenestablished，designvariables

7、areoptimizedbyNSGA—II．Reasonablestructureparametersforthesuspensionarecalculated．Co~ecmessoptimizationsimulationisverifiedbytestsandtheefectivestructureparametersarealsoprovidedtoimprovetherobot’Srideperformance．Keywords：ExplorationrobotCompoundmobilesys