汽车驾驶机器人换档机械手的设计及仿真

简介

针对汽车换档操纵杆的特殊运动轨迹,设计了一种应用于汽车尾气排放试验的新型驾驶机器人换档机械手,采用平面五连杆机构作为机械手的传动机构并搭配新型末端执行器来完成换档动作。鉴于换档机械手工作空间较小,对换档机械手采用惩罚函数法以优化机构尺寸。考虑连杆机构装配条件、机构动力学特性和工作空间的约束,设置连杆杆长之和最小为目标函数,得到最优解。并在SolidWorks软件中建立样机模型,应用Simulink进行机构运动学仿真,应用ANSYS Workbench进行力学分析,为机构的优化设计提供了一种高效的仿真手段。仿真结果表明,换档机械手在选档与挂档动作中可在0.1s内做出响应,在规定时间和速度下完成动作,满足国家对汽车换档的标准要求。通过力学仿真验证了换档机械手的参数和模型的合理性。结果表明,换档机械手可以实现选档和挂档动作,运动平顺性较好,有良好的实际应用价值。