【摘 要】
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随着国内化工原材料和新产品的与日俱增,以物流及仓储为主的危化品运输业也随之兴起,而转运机器人作为现代化智能仓库的重要执行设备,其良好的行驶稳定性是保障危化品安全运输的关键所在,因此,为提高全方位转运机器人的路面适应能力,对其行驶动态特性进行深入研究。(1)建立了转运机器人整机系统动力学模型和四轮激励模型。首先,推导了“调幅”和“调频”滤波白噪声相关函数的等效方法,基于Pade指数函数逼近理论,利用
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随着国内化工原材料和新产品的与日俱增,以物流及仓储为主的危化品运输业也随之兴起,而转运机器人作为现代化智能仓库的重要执行设备,其良好的行驶稳定性是保障危化品安全运输的关键所在,因此,为提高全方位转运机器人的路面适应能力,对其行驶动态特性进行深入研究。(1)建立了转运机器人整机系统动力学模型和四轮激励模型。首先,推导了“调幅”和“调频”滤波白噪声相关函数的等效方法,基于Pade指数函数逼近理论,利用时间与行驶距离两者之间函数关系,构建了四轮空间域和时间域路面激励模型;其次,建立了机器人整机系统的力学模型和悬架系统能量耗散方程;最后,进行了整机动态特性的一般性分析,完成了悬架系统性能参数的优选。(2)完成了整机模型的路面不平度BP神经网络识别。考虑不同组合类型的振动响应量输入方案与路面不平度之间关系,引入正交实验设计方法对输入方案进行了优化,利用评价指标对不同工况下神经网络测试精度进行了检验,获得了振动响应量的最优组合方案。分析了机器人行驶车体加速度、路面等级对路面不平度识别结果的影响程度。(3)完成了转运机器人行驶动态特性的仿真分析。基于系统动力学仿真模型和振动响应量的最优组合方案,进行了普通路面、加速路障路面、减速路障路面机器人直线行驶振动特性分析,获得了各个振动响应量的时域波形,三种路面下机器人车体振动加权加速度分别为0.052 m/s~2、0.069 m/s~2、0.058 m/s~2,平顺性能级别为优。总结了机器人空间频率与行驶状态变化的一般性规律,最终,探讨了机器人不同行驶加速度状态下悬架能量耗散与行驶动态特性的关系。(4)全方位转运机器人性能测试实验。首先,搭建了振动测试实验平台,在不同加速度下,机器人加速行驶、匀速行驶和减速行驶加速度测试最大偏差率为2.6%、0.65%、2.8%;其次,进行了普通路面、加速路障路面、减速路障路面的直线行驶振动测试,三种工况加权加速度分别为0.055 m/s~2、0.072 m/s~2、0.062 m/s~2,平顺性能级别为优,并且,实验测试的加权加速度值与理论加权加速值均在最优水平;最后,进行了全方位行驶性能测试实验和频域分析。以上实验测试结果均满足设计要求,验证了本文所采用的机器人行驶动态特性分析及设计方法的可行性。
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