全方位移动泊车机器人的结构设计与实验研究

发布时间:2021-07-31 00:06:46

全方位移动泊车机器人的结构设计与实验研究
*年来,随着我国汽车保有量急剧增加,传统的停车库己经无法满足停车需 求。为解决停车难问题,具有占地面积小,停车数量多,停车效率高等众多优点的 智能型立体车库成为人们研究的热点。而泊车机器人作为智能型立体车库中最重 要的部分,研究意义深远。
本文在总结国内外已有泊车机器人优缺点的基础上,研发了一款灵活性高、 载重量大且成本较低的全方位移动泊车机器人。主要研究内容如下:(1)针对现有 泊车机器人自动化程度低、运动路径单一、效率较低等问题,结合泊车机器人的 功能需求以及相关技术指标,对泊车机器人的整体系统以及关键零部件进行方案 设计,采用双舵轮对角布局的六轮系结构,可极大提高泊车机器人运动灵活性、承 载能力以及运行稳定性。(2)利用 Solidworks 软件设计并完成泊车机器人整体三 维模型。
基于有限元分析理论,借助 Ansys 软件完成泊车机器人车体结构及车轮*衡 装置的强度校核与分析。同时,完成车体结构的模态分析,可有效避免外部激励引 发的车体共振问题,保证车体稳定运行。(3)详细分析泊车机器人各运动状态,提 出一套基于六轮系驱动轮对角布局的泊车机器人运动学算法,以实现车体全方位 运动。
利用 MATLAB 软件对算法进行仿真,分析泊车机器人横移及原地转向运动状 态,验证运动学模型的正确性。同时,利用 ADAMS 软件对泊车机器人直线、横移以 及原地转向运动进行仿真并对运动误差进行分析,为泊车机器人的全方位运动控 制奠定基础。(4)详细分析泊车机器人蜗轮丝杆举升机构的工作原理,基于达朗贝 尔原理建立举升机构动力学模型,分析并确定负载质量和举升高度是影响举升稳

定性的关键因素。 并利用 ADAMS 软件对模型进行仿真,通过改变影响因子,确定最优举升高度,
以提高电机响应速度、减小震动幅度,实现举升过程的同步稳定。(5)使用泊车机 器人样机搭建实验测试*台,进行原地转向误差实验、负重实验以及自动充电实 验。实验结果表明,泊车机器人的运行误差满足设计指标;1000 次无故障负重测 试验证了举升系统设计的合理性;自动充电成功率可达 98%。
综合验证泊车机器人结构设计合理,且满足各项指标设计要求。


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