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共轴式双旋翼推力吸附机器人平台设计

薛朝军 王海波

薛朝军, 王海波. 共轴式双旋翼推力吸附机器人平台设计[J]. 机械科学与技术, 2022, 41(1): 47-52. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200306
引用本文: 薛朝军, 王海波. 共轴式双旋翼推力吸附机器人平台设计[J]. 机械科学与技术, 2022, 41(1): 47-52. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200306
XUE Chaojun, WANG Haibo. Design on Platform of Coaxial Twin-rotor Thrust Adsorption Robot[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(1): 47-52. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200306
Citation: XUE Chaojun, WANG Haibo. Design on Platform of Coaxial Twin-rotor Thrust Adsorption Robot[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(1): 47-52. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200306

共轴式双旋翼推力吸附机器人平台设计

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200306
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51905451

详细信息
    作者简介:

    薛朝军(1993-), 硕士研究生, 研究方向为小型机器人平台, 861356816@qq.com

    通讯作者:

    王海波, 副教授, haibowang@home.swjtu.edu.cn

  • 中图分类号: TG156

Design on Platform of Coaxial Twin-rotor Thrust Adsorption Robot

  • 摘要: 本文把空气动力学结合到机械结构设计之中, 设计了一款能在壁面灵活移动、能在简单的相邻壁面间翻越、具备一定量的负载能力、履带式行走方式、共轴双旋翼提供推力的机器人平台。先对选定翼型进行2维的外流场计算, 求得"最经济状态点", 以确定上、下旋翼的安装角分别为6°和5°。在此基础上, 再求解出旋翼直径、旋翼机构推力与电机功率三者之间的关系。然后以旋翼直径为基础, 对机器人平台的各个部分重量进行关联。最后把旋翼直径、电机功率和整机重量三者串联起来, 建立Simulink模型, 当旋翼直径等于376.4 mm时, 求得最小重量的机器人平台。对旋翼安装角、直径和整机重量的探讨和计算, 为下一步的三维仿真和实物搭建奠定基础。
  • 图  1  机器人平台

    图  2  计算模型

    图  3  升、阻力特性曲线

    图  4  翼型极线

    图  5  CLCD曲线拟合

    图  6  仿真模型

    图  7  重量与旋翼直径

    表  1  机器人平台性能指标

    技术指标 设计参数
    优化后 优化前
    尺寸/mm 426×396×286 550×520×360
    重量/g 2 440 2 563
    速度/(m·s-1) ≥7.92 ≥7.92
    续航时间/min ≥5 ≥5
    负载能力/g ≥200 ≥200
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2020-07-03
  • 刊出日期:  2022-01-01

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