爬壁机器人的方案设计与结构优化

详细信息    查看全文 | 推荐本文 |

	作者：杨静萍 ; 李海峰 ; 王万雷 ; 周世宽 关键词：爬壁机器人 ; 结构设计 ; 优化模型 ; 遗传算法 英文关键词：Wall-climbing robot;;Structure design;;Optimization model;;Genetic algorithm 中文刊名：HLKX 英文刊名：Scientific and Technological Innovation 机构：大连民族大学机电工程学院; 出版日期：2018-11-05 出版单位：科学技术创新 年：2018 语种：中文; 页：HLKX201831002 页数：3 CN：31 ISSN：23-1600/N 分类号：6-8

摘要

本文通过对爬壁机器人的具体应用环境和要求进行分析,确定一款爬壁机器人的设计方案。在此基础上,对磁吸附式爬壁机器人的基本运动结构—曲柄滑块机构进行受力分析和运动分析。建立以最大最小化力矩为目标的优化设计数学模型,并利用遗传算法对该模型进行求解。确定其运动部件连杆结构设计的最优设计参数,从而为其动力机构舵机的经济性选择提供参考依据。
        In this paper, based on the analysis of the application environment and requirements of the wall climbing robot, a design scheme of the wall climbing robot is proposed. On this basis, the basic motion structure of magnetically climbing robot,crank slider mechanism is analyzed, including force analysis and motion analysis. A mathematical model of optimal design with the aim of minimizing the maximum torque is established, and the genetic algorithm is used to solve the model. The optimal design parameters of the connecting rod structure of its moving parts are determined, thus providing a reference for the economic selection of the steering gear of its power mechanism.

引文

[1]闫久江,赵西振,左干等.爬壁机器人研究现状与技术应用分析[J].机械研究与应用,2015,28(3):52-54,58.
    [2]崔旭明,孙英飞,何富君.壁面爬行机器人研究与发展[J].科学技术与工程,2010,10(11):2672-2677.
    [3]付宜利,李志海.爬壁机器人的研究进展[J].机械设计,2008(4):1-5.
    [4]徐泽亮,马培荪.永磁吸附履带式爬壁机器人转向运动灵活性分析[J].上海交通大学学报,2003(11):58-61,65.
    [5]桂仲成,陈强,孙振国等.爬壁机器人永磁吸附装置的优化设计[J].电工技术学报,2006,21(11):40-46.
    [6]Schmidt D,Berns K.Climbing robots for maintenance andinspections of vertical structures-A survey of design aspectsand technologies[J].Robotics and Autonomous Systems,2013 61(12):1288-1305.
    [7]周依霖,张华,叶艳辉等.永磁吸附履带式爬壁机器人转向动力特性分析[J].机械设计,2017,34(2):56-61.
    [8]黄海.最优化设计方法及其在机械设计中的应用[D].西安:西北大学,2011.
    [9]陈立周.机械优化设计方法第三版[M].北京:冶金工业出版社,2005.
    [10]雷英杰.matlab遗传算法工具箱及应用[M].西安:电子科技大学出版社,2005.