仿生挖掘机器人结构设计与运动特性分析

来源期刊：机械设计与制造2017年第5期

论文作者：代陈超 侯宇 尹志朋 代梦婉

文章页码：106 - 220

关键词：鼹鼠仿生;挖掘机器人;轨迹分析;结构设计;运动特性;

摘    要：在地下管线的铺设过程中,一些地段及建筑物的下方不允许从地表进行开挖,这时设计一种地下挖掘机器人就具有重要的实际意义。应用仿生原理,在研究了鼹鼠挖掘的功能形态学、挖掘技术及挖掘运动轨迹的基础上,提出了仿生挖掘机器人前肢挖斗、后肢铲斗和挤压板在工作时的轨迹要求及位移匹配要求。以挖洞直径设计出躯体的长和宽,以轨迹、位移匹配为目标设计了前肢、后肢五杆机构以及挤压机构的尺寸和安装点位。基于ADAMS软件研究了在一个运动周期内,前肢挖斗、后肢铲斗和挤压板的位移、速度和加速度随时间变化的规律。结果表明所设计的挖掘机器人结构合理,按照设计的运动次序工作时,挖斗、铲斗和挤压板之间不会产生运动干涉,并能使挖掘、排土和挤压运动过程紧密衔接。