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柔性底盘的转向运动模型 总被引：3，自引：0，他引：3
为了给现代设施农业作业车辆提供一种灵巧的车辆底盘,设汁了一种基于偏置轴的四轮独立驱动和四轮转向的柔性底盘;针对电动轮的加速过程建立受力平衡方程,在不同的运动形式下构建运动模型的状态方程,利用仿真软件进行过程模拟仿真,分析转向角对运动参数的影响.结果表明,所构建的柔性底盘运动模型能够反映其运动特性,为研究柔性底盘的运动特性和中央控制器控制策略及算法的设汁提供了依据. 相似文献
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农用柔性底盘模式切换控制参数试验与优化 总被引：1，自引：0，他引：1
为了探索四轮独立驱动与转向农用柔性底盘模式切换的最佳工作参数,利用自制柔性底盘试验台,设计了二元二次通用旋转组合试验,以转向电桥步进电机转速与电磁摩擦锁锁紧电压为试验因素,应用熵值法,将底盘所受纵向力、横向力、转矩及偏置臂转角误差4个指标,构建成为模式切换效果综合评价指标,测试了2种因素对横行与原地回转2种模式切换效果的影响,通过Design-Expert 8.0建立了综合指标与2个因素的回归方程,采用响应面法得出了2种模式切换控制参数的最优组合并进行了试验验证。试验结果表明,2个因素及其交互作用对综合评价指标均具有极显著影响(P0.01);横行与原地回转模式切换时转速和电压最优组合分别为81 r/min、4.60 V和91 r/min、4.41 V;优化组合下模型计算值与试验值最大相对误差为4.73%。 相似文献
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在考虑履带滑转的基础上,建立了履带车辆原地转向时的数学模型,并进行相关的运动学和动力学分析,推导出履带实际转向速度、转向角速度和滑转率的表达式均与横向偏移量S有关。列出动力学平衡方程,运用Matlab软件计算出横向偏移量S值。结果表明:在已知履带车辆结构参数λ为定值时,履带原地转向时相对应的横向偏移量S随地面参数f/μ的增大而增大;考虑履带滑转情况下的履带转向角速度是未考虑时结果的65.3%;选取不同地面参数对应的横向偏移量S在0.3～0.5之间变化时,履带车辆滑转率为30.8%～42.6%;机车主要参数已知时,对应的转向阻力矩约是传统算法下转向阻力矩的1.26倍。 相似文献
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针对拖拉机在丘陵山区适应性差，田间地头转向半径大、易损害作物，耗时长和效率低等问题，设计了一种可原地转向的504型丘陵山地拖拉机底盘。整机采用四驱轮式行走系统，前进和后退速度为0～5 km/h，可无级调速。传动系统采用机械式“H”型传动路线，通过纵梁内外双轴的设计将左右两侧的驱动力独立分开。采用离合器式转向分动器，通过转向分动箱内的牙嵌式离合器两两组合，完成底盘不同作业状态的控制，两路动力通过正转+正转、反转+反转、正转+反转和反转+正转4种状态的组合，实现拖拉机的前进、倒退、左右大小半径转向和原地转向。结果表明，整机最大牵引力为10.78 kN，最大及最小总传动比分别为732.50和73.25，前后驱动桥传动轴最高及最低转速分别为31.07和6.21 r/min。底盘的轮距和轴距比值为1，其所受滑移阻力矩与滚动阻力矩之和小于其所受驱动力矩，可在窄小地头实现原地转向，减小拖拉机田间作业的空行程，提高作业效率，有效保护农作物。 相似文献
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履带式联合收获机的底盘变速箱转向齿轮副经常需要承受较大的冲击载荷,为提高其工作可靠性,有必要对其进行强度分析。为此,以沃得巨龙280型履带式联合收获机底盘变速箱为研究对象,通过实测行走半轴载荷谱确定转向齿轮副最大转矩,建立了联合收获机底盘变速箱转向齿轮副三维模型。同时,根据底盘变速箱转向齿轮副各个部位的应力、应变特点确定混合网格划分方案,采用SolidWorks中的Simulation模块进行有限元计算,获得了转向齿轮副的应力云图和位移云图以及应力与外载荷的映射关系,从而为变速箱的疲劳分析奠定了基础。 相似文献
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针对我国农用底盘适用性差、操作不灵活及姿态可调性差等问题,设计了一种姿态可调并可四轮独立转向的小型农用底盘。该底盘主要由机架、高度调整机构、行走机构等组成。底盘上的两套电推杆装置可对各自底盘一侧的行走机构进行姿态上的调整,令整套装置能够根据地面高度进行实时姿态调整以保证机架的水平,同时可根据底盘承重的变化进行装置姿态的调整令装置具有变刚度的特点。其四轮独立转向机构可令底盘实现原地转向,使其在狭小空间内作业时具有较高的灵活性。通过仿真软件对相关机构进行了运动仿真,选择了合适的姿态调整方案。结果表明:该装置运动平稳、结构合理,得到的仿真数据可为今后的进一步研究提供依据。 相似文献
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为了解决前轮导向AGV的车轮侧滑问题,基于Ackermann转向原理设计了一种变长连杆的双曲柄转向系统。通过推导转向动力学模型,建立了考虑转向阻力矩的左、右前轮转向角闭环控制模型,提出了左、右前轮转向角PID同步控制算法,利用Matlab仿真转向控制模型的动态响应,获得了相关控制参数。以松下PLC为核心,构建了由左前轮转向交流伺服电机、推杆伺服电机、驱动器和编码器组成的AGV转向测控系统,设计了前轮转向系统同步闭环控制流程,实现了满足纯滚动转向原理的左、右前轮转角实时同步控制及转角信息采集。草地路面原地转向及硬质路面S型轨迹转向行驶试验表明,前轮导向AGV转向系统的左、右前轮期望转角与实际转角误差小于0.1°,AGV转向系统近似满足车轮纯滚动无侧滑运动条件,验证了轮式AGV纯滚动转向系统设计和转向控制的正确性与有效性。 相似文献
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为进一步提升农业机器人底盘田间适应性和行驶稳定性,面向我国山东地区小麦表型信息获取作业场景,设计了一种四轮独立驱动转向的农业机器人底盘。根据小麦种植农艺需求和行驶地形环境,确定了底盘总体布局方案和主要技术参数。分别开展了底盘驱动部件、转向部件以及摆臂平衡部件设计,并进行了参数校核和元件选型。建立了关键部件ANSYS有限元模型,分别进行了摆臂平衡机构的应力形变分析和车架振动模态模拟,仿真结果表明,摆臂平衡机构的强度和刚度均能满足设计要求,车架能够有效避免因地形激励产生的共振。建立底盘ADAMS动力学仿真模型,分别进行纵向、横向稳定性分析和单侧凸起、凹坑越障性分析,仿真结果表明,底盘横纵向稳定性能够满足设计要求,摆臂平衡机构能够有效补偿单侧障碍造成的质心高度变化,提高了底盘的行驶稳定性。田间试验表明,机器人底盘具有良好的行驶性能,硬质地面直线行驶平均偏驶率为0.51%,田间地面平均偏驶率为1.13%。原地转向中心点偏移量为3.1mm,阿克曼转向最小转向半径为1.125mm。纵向翻倾角为34°,横向翻倾角为28°。单侧越障最大高度为160mm,单侧跨坑最大深度为160mm。 相似文献
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受果园路面起伏及轮胎附着能力变化影响,滑动转向轮式机器人轮胎的垂直载荷及侧向力参数变化大且难以实时估计,针对现有滑动转向控制器设计时对轮胎动力学参数进行简化,从而导致机器人姿态控制稳定性低的问题,本文提出了非铺装路面滑动转向轮式机器人轮胎垂直载荷实时估计方法和轮胎驱动力实时估计及优化分配算法。首先,提出了适用于滑动转向过程静力学计算的理想平面以及基于该平面的四轮垂直载荷估计方法;其次,提出了基于Fiala轮胎动力学模型的小侧偏角侧向力估计方法;再次,建立了滑动转向轮式机器人坡道稳态动力学方程和轮胎实时驱动力估计方法;最后,基于轮胎利用率构造轮胎驱动力最优实时分配模型。为验证本文方法,建立了基于ADAMS的滑动转向轮式机器人动力学模型进行对比验证,并且对垂直载荷以及侧向力估计方法搭建了检测装置进行实际验证。实际验证结果表明,轮胎垂直载荷实时估计方法准确率为95%以上,侧向力实时估计方法准确率为85%以上,基于轮胎垂直载荷以及侧向力的轮胎驱动力优化方法使轮胎利用率从96.25%降低至93.75%,提高了轮胎附着裕量和姿态控制稳定性。 相似文献
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轮胎侧向力影响因素试验 总被引：2，自引：0，他引：2
轮胎侧向力与轮胎侧偏角、垂直载荷、车轮外倾角、纵向滑移率、轮速及胎压等因素直接相关,是车辆横向动力学重要的组成部分.通过对轮胎试验数据整理分析,阐述了车轮侧向力与各种影响因素间的关系.随着轮胎侧偏角的增大,车轮侧向力呈现很强的非线性.随着垂直载荷的增大,车轮侧向力不会呈比例增大.由于侧向力与侧偏角及垂直载荷间的非线性关系对车辆行驶性能及悬架调校非常重要,应用计算实例描述了载荷变化的影响.车轮外倾角与侧向力间的关系对悬架外倾角补偿特性非常重要,对此进行了计算说明. 相似文献
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针对“精准农业”的作业需求,为提高植保机械的作业精度,降低驾驶人员的工作强度,设计了一种四轮转向液压底盘自动驾驶系统。该系统主要由车载电脑、行车控制器、RTK-DGPS采集装置、电控液压转向装置及行车状态采集装置等组成。行车状态采集装置采集行车参数信息并基于i CAN通信协议进行系统通信。车载电脑根据导航控制模型和各传感器实时参数生成控制指令,行车控制器根据车载电脑指令根据四轮车运动模型生成电控信号,并通过各电磁阀控制液压马达和转向油缸实现对底盘4个轮的转向。试验结果表明:当底盘前进速度为2m/s时,平均跟踪误差不超过0.04m。 相似文献
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为适应丘陵山区地形和不同农作物的农艺特点,提出一种具有平衡摇臂悬架和H型传动的可变地隙和轮距的动力平台,该平台采用无转向梯形的四轮全液压转向,转向方式为同侧两车轮采用对称角度的偏转转向,以减小转弯半径并实现同辙转向。采用遗传算法优化左、右转向油缸的位移关系,以实现阿克曼转向。为避免运动干涉,参照同轴距普通拖拉机的最小转弯半径确定车轮极限转角。当变地隙后车轮绕主销偏转,平台的轴距发生改变和变轮距后轮距发生改变后,可根据几何关系重新确定车轮在水平面内有效转角与转向油缸位移的关系,讨论了变地隙和变轮距满足阿克曼转向的条件。实验结果表明,设计的转向系结构和转向策略是合理的和可行的。 相似文献
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轮胎侧偏特性识别是汽车动力学稳定性控制的基础,而极限工况下因侧倾转向和变形转向的影响,基于动力学模型的轮胎侧偏角估计方法精度变差。提出一种基于直接视觉测量转向轮转角和车身姿态的轮胎侧偏角测试方法,为极限工况下转向轮转角和轮胎侧偏角观测模型研究提供技术手段。首先分析了侧偏角测试原理,基于高精度定位定向差分GPS和图像实时处理器CVS 1456等构建了实车试验系统。在对试验车转向系统传动比进行标定的基础上,原地转向和小侧向加速度行驶试验表明:基于图像获取转向轮转角与基于转向盘转角方法一致性好。圆周加减速行驶试验表明,在侧向加速度约0.8 g时,汽车达到极限工况,基于图像方式获取的转向轮转角曲线体现了侧倾转向和变形转向的影响,试验车具有不足转向特性。实车试验表明所提出方法是有效、可行的。 相似文献
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四轮转向汽车操纵稳定性分析研究 总被引：1，自引：0，他引：1
汽车的稳定性是影响其行车安全的重要因素,并且越来越受到关注.为了改善汽车的操纵稳定性,进行了四轮转向汽车(4ws)的仿真研究.在建立四轮转向数学模型后,用simulink等仿真模块对前后轮转角成正比关系的四轮转向汽车在双移线性能测试中进行了仿真,分析了前轮转向汽车和不同线性比例的前后轮转向角的四轮转向汽车的车轮转角和汽车的侧偏角,并得出了结论. 相似文献
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我国苜蓿主要生产区为甘肃、宁夏等路况复杂的山地丘陵地带,用于苜蓿收获的非道路动力底盘的行驶灵活性将直接影响其作业性能。为改善其低速工况下的行驶灵活性,基于车辆三自由度动力学模型提出了非道路动力底盘以跟随已知路线前进为目标的多种工况下的分层控制策略,搭建了四轮转向硬件在环实验平台,并进行了仿真实验。实验结果表明:动力底盘模型能够实现轨迹跟随、原地转向及斜向行驶,质心位置最大偏差为0.6 4 1 8 m,中心线方向最大偏差为3.3 0 9 6 rad。开发的控制系统取得较好的半实物仿真效果,为改善非道路动力底盘低速情况下转向灵活性提供了理论基础。 相似文献
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静液压—机械驱动桥式履带底盘分段跟随转向控制研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为提高静液压-机械驱动桥式履带底盘转向的可操作性及安全性,设计了一种分段跟随控制策略及利用转向盘输入的转向电控系统。根据打滑条件下履带底盘转向分析结果,求解出理论转向轨迹,并根据机械驱动桥响应复位时间进行分段处理。实际履带底盘转向轨迹根据控制策略中所划分的行驶方向角度与位置偏离限控制每一分段时间内驱动桥的离合制动器作用状态,实时跟随理论轨迹。建立了控制策略的评价方法,并进行了算法仿真和电控系统设计及实车试验。仿真结果表明控制算法履带底盘转向相对误差为5.9%~10%,执行器作用平均频率为2.5~6.6 Hz。实车试验表明,利用转向盘输入的电控转向系统可满足静液压-机械驱动式履带底盘的转向需求,能够实现驾驶人员转向意图,转向过程平稳。同时,电控系统能够有效减少履带底盘转向过程中的原地滑转,从而减小对地面和农作物的损伤。 相似文献
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建立了多轴车辆定比例转向系统理想模型和多轴车辆侧向动力学模型,通过对两模型定比例转向时的低速转向半径进行比较,验证了多轴车辆侧向动力学模型的合理性.基于该模型,分别分析了定比例转向系统和变比例转向系统的低速转向半径和高速操纵稳定性.结果表明:定比例转向的多轴转向系统低速机动性不够好,且高速稳定性很差;变比例转向的多轴转向系统在提高车辆机动性的同时,还能改善车辆的高速稳定性. 相似文献