ANSYS 優化雙足機器人步態穩定性與關鍵零件疲勞壽命
仿人雙足機器人的發展目標是實現高靈活性與環境適應性，但在實際運作中，其穩定性控制與耐久性設計始終是核心難題。機器人進行行走、跳躍等動態機動時，關節與結構零件會承受劇烈且週期性的衝擊載荷。傳統開發流程難以精準評估這些動態載重下所產生的應力集中與累積疲勞，嚴重限制了機器人的可靠性與使用壽命。
為此，我們運用 Ansys 解決方案，將多體動力學、控制系統設計與結構疲勞分析高效串聯。此流程旨在建立從機動預測到結構壽命評估的閉環模擬環境，使開發者能夠在虛擬世界中徹底優化機器人步態的穩定性，並基於精確的動態載重數據，準確預測關鍵零件的疲勞壽命，從而顯著加速產品設計週期。
解決方案：整合性數位孿生模擬流程
此流程透過 Ansys 核心工具的無縫整合，實現了從動態機動到結構耐久性的虛擬測試閉環：
- Ansys Motion： 整合控制系統並建立多體動力學模型，用於預測穩定的機動行為，並精準輸出機器人在運動週期中隨時間變化的動態載重數據。
- Ansys Mechanical： 利用有限元素分析（FEA）對機器人結構進行詳盡的應力評估。Mechanical 接收來自 Motion 的時域載重，準確計算並識別結構在動態衝擊下的應力分佈與集中熱點，為結構強化提供數據依據。
- Ansys nCode DesignLife： 執行專業的疲勞分析，綜合 Mechanical 應力與 Motion 載重歷史，準確預測關鍵零件的疲勞壽命，加速產品的可靠性開發。
雙踏板機器人
nCode中的疲勞分析
應力和動態負載
Ansys 整合模擬流程，精準預測雙足機器人的穩定性與結構壽命。方案結合 Motion 動態載重、Mechanical 結構分析和 nCode DesignLife 疲勞預測，成功克服傳統耐久性挑戰。虛擬測試不僅加速設計優化、降低成本，更確保機器人高可靠性。這為高性能雙足機器人開發奠定了更快、更安全的技術基礎。
資料參考：ANSYS 簡報內容
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