基于六自由度调姿平台的挂装车研发

发布时间：2020-05-16 06:28

【摘要】：随着技术的发展与作业要求的提高,用于物体装卸搬运车的专业分工越来越细,针对性越来越强。但目前广泛应用的装卸搬运车存在挂装时间长、自动化水平低、耗费人力资源多等明显问题。因此,加强具有调姿功能的挂装车设备特别是基于六自由度调姿平台的挂装车研发,完善六自由度调姿平台的设计与试验研究,对促进整个挂装工业实现自动化、产业化具有重要的意义。本论文研制的是一种基于六自由度调姿平台的挂装车,该挂装车能够实现纵移、横移、俯仰、横滚、举升和回转六个自由度的调整且具有调姿范围广、调姿时间短的特点。本文研制的挂装车从理论计算、模拟仿真和试验研究三个方向开展,论文主要内容如下:首先,根据挂装车设计要求与相关设计标准,完成挂装车的整车参数匹配设计。主要包括:(1)完成对电机的计算与选型并校核挂装车驱动性能;(2)根据挂装车对电池的要求完成对动力电池的参数匹配设计。然后对挂装车整车进行结构设计,包括:车架设计、转向机构设计、动力电池箱设计、车身与控制面板的设计并提出底盘总布置方案。最后确定整车电源系统、电气系统和液压系统初步方案。其次,根据六自由度调姿平台设计要求提出总体设计方案,并分别对纵移回转层、横移层、俯仰横滚层、垂直升降层和被动调节层进行结构设计与强度校核。同时对举升机构进行理论分析与力学计算,根据油缸最大推力完成举升油缸选型。为了研究六自由度调姿平台对挂装车作业工况的影响,本文选取挂装车在调姿作业工况中十种极限的调姿位置作为极限调姿工况,对这十种工况中的挂装车整车进行有限元分析。结果表明,挂装车的强度和刚度满足要求,并分析得到六自由度调姿机构调姿位置与挂装车受力的变化规律。为了研究六自由度调姿平台对挂装车行驶工况与模态的影响,本文针对挂装车行驶中可能遇到的三种极限行驶工况对挂装车整车进行有限元分析,结果表明挂装车的强度和刚度满足要求。对挂装车整车进行模态分析,根据前六阶固有频率和振型与激励频率对比分析,结果表明挂装车整车在行驶和作业时不会发生共振现象。最后对挂装车进行调姿性能试验、行驶性能试验与其他项目检测。根据试验得到的数据对比设计要求,结果表明调姿性能与行驶性能可以基本满足设计要求。同时根据试验中发现的问题提出了解决的措施。
【图文】：

机动性,美国,俄罗斯,年代

１．４国外挂装车的发展现状逡逑国外从２０世纪中期开始开发挂装车来代替以往的多人徒手挂装的方的便携式地吊装器到目前的动力电池驱动的新能源挂装车，产品越来越多熟。国外挂装车发展属美国最为先进。逡逑美国广泛使用的ＭＪ－４转臂式挂装车，自２０世纪７０年代问世以来，直沿用至今。其对负载的承载能里已经超过３０００ｋｇ，举升高度２ｍ，功能齐ＭＪ－４系列衍生的挂装车能够通过安装不同夹具完成对更多挂装物的挂装、修等功能，还可以作为牵引车辆使用。美国挂装车的另外一个特点是均采机，不仅能够在户外使用，也可以在室内使用。值得一提的是，这些挂装境保护，既无污染又无噪音。逡逑俄罗斯从２０世纪８０年代开始研制挂装车，俄罗斯研制的挂装车ＳＰＧ－１５００型挂装车。ＴＰ－５００安装了手动液压泵和垂直升降机构，主要优性能可靠，缺点是机动性差，无法自动行驶，必须依靠牵引设备和地勤人图１－１所示。ＳＰＧ－１５００的机动性也较差，必须借助５－６名地勤人员的帮此外，ＳＰＧ－１５００自动化程度也较低，主要使用手动液压泵来挂弹［４１。逡逑

转向驱动桥,大偏转角,国产车,集运

动方式，就比国外通行的机械式转向驱动桥方式在结构上要干净利索得多，大偏转角则增大５０％以上，这使得国产车虽然体积略大，转向半径却要比也就是更为机动灵活。逡逑Ｃ＾ａＭＢｒ＊逡逑－邋Ｖ逡逑图１－２国产第一代挂装车逡逑目前新研制的挂装车在吸收以前经验教训的基础上，进一步解决了覆题。新型挂装车如图１－３所示，集运输挂装功能于一体，能实现双向驾驶、行走驱动，能够实现良好的微动性能；左右前轮梁架可以在纵横两个方向通过轮距、轴距的改变来满足挂装的作业需求；托盘能沿挂装车的纵轴、横三根轴作可控制的移动和回转，，而且这六个动作均由动力装置驱动［５￣。逡逑
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH24

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