随着房地产经济的蓬勃发展,高楼大厦的数量日益增多,电梯的市场需求量也随之增长。电梯导轨是保障轿厢式电梯安全运行的关键部件,而电梯导轨垂直度误差是引起电梯轿厢振动、加剧导轨磨损的主要原因。对电梯导轨垂直度误差进行检测是电梯安装和维护阶段的一道重要工序。目前的电梯导轨垂直度检测方法存在精度低、速度慢、操作复杂等缺点,为此,课题组研制了基于直角三角形测量原理的电梯导轨垂直度检测机器人。电梯导轨垂直度检测机器人通过永磁轮组吸附在导轨上运行,磁轮与导轨面间属于线接触。由于受到导轨垂直度误差、导轨面粗糙度等外界激励的作用,会使机器人产生振动,影响其测量精度。为了保证测量精度,采用了间歇式运行模式,测量周期长。为了优化检测机器人的振动性能,提高测量精度和测量速度,对其进行动力学建模及振动优化研究,具有重要的理论意义和实用价值。首先,针对引发电梯导轨垂直度检测机器人振动的原因和机器人的工作原理,提出面向振动优化的多自由度动力模型,并得出动力学矩阵微分方程。其次,利用MATLAB软件进行仿真分析,分析电梯导轨垂直度检测机器人在不同参数条件下的动态响应。通过分析发现,各参数对机器人振动性能的影响十分复杂,且参数间存在耦合现象,因此很难通过单一参数分析实现机器人的振动优化。然后,选用粒子群优化算法对动力学模型进行优化分析,并在MATLAB软件中编写优化程序,综合分析出系统振动性能达到最优时各参数的组合。优化后机器人在竖直方向上的振动与两竖直面内的摆振强度分别减少42.78%、40%、81%,有效地达到了振动优化的目的。最后,利用实验室现有条件,对电梯导轨垂直度检测机器人的振动性能进行实验检测和验证,分析机器人在不同速度下运行时的各向振动数据,所得结论与仿真结果相符合,证明了所建动力学模型的正确性。本课题研究所得结论对指导电梯导轨垂直度检测机器人的进一步性能优化具有一定的参考价值。