[发明专利]一种室内救火机器人支架的受力分析方法

说明书

本发明属于机器人技术领域，具体为一种室内救火机器人支架的受力分析方法，包括如下步骤：步骤1：将各杆件由实体转化为梁单元，并进行网格划分；步骤2：经转换后在静力学分析软件中搭建支架的仿真模型；步骤3：以典型工况的受力情况作为输入，进行ansys仿真,得到不同设计方案的应力分析图和变形图；其结构合理，本发明利用静力学分析一种室内救火机器人支架的受力情况，综合比较多种方案，从设计初期即可得到相对性能更好的支架设计方案,避免在后续耐久试验中出现大量因前期选型不合理而导致的二次设计。

技术领域

本发明型涉及机器人技术领域，具体为一种室内救火机器人支架的受力分析方法。

背景技术

为了解决现有的救火机器人在室内难以发挥作用的问题，应设计一种专门应用于室内的救火机器人，其应该具有体积小、行动灵敏等特点，因此机器人应该告别拖曳水管式灭火，改配置灭火器进行灭火，这就要求室内救火机器人加装一款耐高温、轻量化的固定支架以配合灭火器及相关设备的固定及安装。同时，该支架应具有良好的力学性能，可以提供足够的强度和刚度，以抵抗救火机器人行驶中遇到的冲击和振动。但当前国内对管架的选择主要是根据经验及市场进行类似载荷的对比和分析，并根据试验进行验证及调整。该方法不仅验证周期较长，而且成本较高，所以在设计初期计算出合适的载荷尤为重要。

因此，如何对室内救火机器人的支架进行系统、可靠地受力分析是一个亟待解决的问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种室内救火机器人支架的受力分析方法，能够实现在使用的过程中，通过比较不同的支架设计方案，得到相对应力较小、变形较小、质量较轻的最优方案。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种室内救火机器人支架的受力分析方法，其包括如下步骤：

步骤1：将各杆件由实体转化为梁单元，并进行网格划分；

步骤2：经转换后在静力学分析软件中搭建支架的仿真模型；

步骤3：以典型工况的受力情况作为输入，进行ansys仿真,得到不同设计方案的应力分析图和变形图。

作为本发明所述的一种室内救火机器人支架的受力分析方法的一种优选方案，其中：在ansys仿真中选用梁单元网格划分，简化了网格，同时梁单元的网格适用于各种杆件的受力分析，准确度更高、应用性更强；在网格划分较为粗糙的情况下，采用梁单元建模无论是位移还是应力均得到了很好的解答。如无特别的必要，对于细长结构还是应尽量采用梁单元来模拟，不但计算成本低，而且计算精度高。

作为本发明所述的一种室内救火机器人支架的受力分析方法的一种优选方案，其中：所述步骤2需根据布置需求和设计定义，确定各杆件的尺寸及节点坐标，并输入系统中各关键参数，建立支架模型。

作为本发明所述的一种室内救火机器人支架的受力分析方法的一种优选方案，其中：所述步骤3中设计了三种不同的杆件模型方案，有利于综合比较，分析更加直观。

作为本发明所述的一种室内救火机器人支架的受力分析方法的一种优选方案，其中：将各杆件由实体模型转化为有限网格单元后，依据杆件的材料属性赋予网格单元材料属性即可得到杆件的基础模型，再将基础模型保存为静力学仿真软件可读的中性文件；综合机器人支架对于强度、刚度、防火性的要求，以及对于成本的考虑，杆件材料选择喷涂防火图层的优质钢性材料。