一种双电机驱动的无人机机械爪结构设计与有限元分析.pdfVIP

第44卷第1期南昌工程学院学报Vol.44No.1

2025年2月JoumalofNanchangInstituteofTechnologyFeb.2025

文章编号：1674-0076(2025)01-0054-08

一种双电机驱动的无人机机械爪

结构设计与有限元分析

盛，敬，吴树良，刘国满，马欣

（南昌工程学院精密驱动与装备江西省重点实验室，江西南昌330099）

摘要：针对传统的无人机抓取系统多采用单一电机驱动，存在响应速度慢、抓取角度单一、对物体的形状适应性

差等问题，通过理论计算和SolidWorks建模设计了一种抓取角度可调、形状适应性强、双电机驱动的飞行机械爪。

首先对动力装置、传动装置和抓取装置三部分进行结构设计；然后通过ANSYSWorkhench进行推拉曲柄和机架的

静强度分析和寿命测试，对传动齿轮进行瞬态分析和齿根弯曲强度分析，拟合了选代次数内摩擦应力变化。结果

显示零件所受应力均小于材料的屈服强度，寿命达到持续运行下的工况要求；验证了机械爪的强度可靠性和材料

合理性。

关键词：双电机驱动；飞行机械爪；结构设计；静力学分析；瞬态动力学分析

中图分类号：TH122文献标志码：A

Designandfiniteelementanalysisofadual-motor-driven

UAVmechanicalclawstructure

SHENGJing,WUShuliang,LIUGuoman,MAXin

(JiangxiProvinceKeyLaboratoryofPrecisionDriveandEquipment,NanchangInstituteofTechnology,Nanchang330099,China)

Abstract:Inresponsetothediffculiesincatchingrregularobjectsandtheproblemofsinglegraspinganglesformechani-

calclawscarriedbysmallmulti-rotoraerialvehicles,thispapertakesthecatchingmechanicalclawcarriedbymulti-rotor

aerialvehiclesastheresearchobjectanddesignsarotatablefour-fingermechanicalclaw.First,themechanicalclawmodel

wasestablishedinSolidWorksandimportedintoANSYSWorkbenchforfiniteelementsimulationofthemaincomponentsof

themechanicalclaw.Staticmechanicalanalysiswasconductedonthepush-pullcrank,transientdynamicanalysiswasper-

formedonthemeshinggears,andmodalanalysisandtopologicaloptimizationanalysiswerecarriedoutontheclawbracket

toobtainthetotaldeformationandstressdistributionclo