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设计计算

建筑机器人越障能力及底盘强度有限元分析

ElementAnalysisofObstacleCrossingAbilityandStructuralStrengthof

ConstructionRobotChassis

胡谦谦

(大汉科技股份有限公司，山东济南250000)

摘要：以地砖铺贴机器人为例，使用Adams分析驱动轮载荷、冲击系数、车身偏转角和侧偏航量

评估机器人结构载荷及通过性能；使用ANSYS分析机器人越障时的结构强度。为以底盘为载体

的机器人有限元仿真提供设计及仿真依据和方法。

关键词：机器人；越障能力；底盘强度；有限元分析

中图分类号：TP21 文献标识码：B

0 前 言1 越障能力分析

建筑施工场景下结块灰浆、木块、模板支撑的卡扣等1.1 工况分析

对自动施工的室内机器人越障性能和结构可靠性提出了更高各模块模型以柔性体建立模型，创建铰接副连接各模

的要求。本文以地砖铺贴机器人为例通过多种有限元软件相块，并传递相关冲击载荷力，工况简化模型及Adams建立

结合的方式定量分析了机器人过坎和过台阶的越障性能和越模型如图和图所示。

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障时的底盘强度。计算工况如表所示。

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地砖铺贴机器人整机结构如图所示，由底盘、泵送

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系统、调平铺浆装置、机械臂、瓷砖托盘和瓷砖胶料筒组成，

其质量分布如表所示。

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图2 工况简化模型         图3 Adams计算模型

(a.过台阶、b过坎)

表2 动力学计算工况

序号整机状态工况描述

工况1双轮过坎高30mm

工况21.整机总重量601kg；单轮过坎高30mm

工况32.行驶速度0.5m/s。双轮上台阶高30mm

工况4单轮上台阶高30mm

图1 地砖铺贴机器人整机模型

1.2 计算结果分析

表1 地砖铺贴机器人质量分布

工况一各驱动轮载荷与车身偏