一种铁道地质勘探仿生机器蜘蛛的力学及有限元分析.pdfVIP

机械工程师

MECHANICALENGINEER

一种铁道地质勘探仿生机器蜘蛛

的力学及有限元分析

李哲，翁溢东，伍世英，许昌1112

（1.广州铁路职业技术学院机电工程学院，广州510430；2.武汉理工大学艺术与设计学院，武汉430070）

摘要：

针对铁道地质勘探特殊的工况需求，介绍了一种比较符合蜘蛛外形的仿生机器人。该机器人可搭载多类传感器，

能在铁道地质勘探工作中感知障碍并实现智能避障，具备在崎岖、松软地面上的快速爬行能力，能实现复杂、危险等全地

形、全方位的探测。在仿生机器人的初步设计阶段，对仿生蜘蛛足部行走过程进行了力学计算和动力分析，结果显示机器蜘

蛛能满足基本的运动功能，为其舵机的选型及足部尺寸确定提供数据支撑。同时对蜘蛛结构进行了有限元建模，并进行了

应力分析，结果显示机器蜘蛛机械结构设计合理。

关键词：

地质探测；仿生机器；蜘蛛；力学分析；有限元

中图分类号:TH16；TP391.7文献标志码:粤文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园24）05原园063原园4

MechanicalandFiniteElementAnalysisofaBionicSpiderforRailwayGeologicalExploration

LZhe,WENGYidong,WUShiying,XUChang1112

(1.SchoolofMechanicalandElectronics,GuangzhouRailwayPolytechnic,Guangzhou510430,China;

2.SchoolofArtandDesign,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)

Abstract:Inviewofthespecialworkingconditionsofrailwageologicalexploration,abionicrobotsimilartoaspideris

introduced.Thebionicrobotcanbeequippedwithmultiplesensors,cansenseobstaclesandrealizeintelligentobstacle

avoidanceinrailwageologicalexplorationwork,andhastheabilittoquicklcrawlonroughandsoftground,andcan

realizecomplex,dangerousandotherall-terrainandall-directionaldetection.Inthepreliminardesignstageofthebionic

robot,themechanicalcalculationanddynamicanalysisofthewalkingprocessofthebionicspidersfootarecarriedout,and

theresultsshowthattherobotspidercanmeetthebasicmotionfunction,providingdatasupportfortheselectionofits

steeringgearandthedeterminationofthefootsize.Atthesametime,thespiderstructureismodeledbfiniteelement

methodandthestressanalysisiscarriedout.Theresult