林用六轮摆臂轮腿底盘优化设计及仿真控制研究
发布时间：2020-12-15 10:04
林业装备中最主要的部件为底盘,对林业装备能否可以上山入林具有决定性作用。转向性能和通过性是衡量林业机械动力底盘的两个重要标准。针对某林用六轮摆臂轮腿底盘的不足,本文提出了一种适用于该林用六轮摆臂轮腿底盘的优化设计方案,改善其转向性能,提升其通过性与越障能力。主要完成的研究内容和方法如下:1、在综合分析国内外工程机械及轮腿底盘结构特点和功能要求的基础上,基于高等机构学理论、机械设计以及机器人学理论等,从理论方面分析某林用六轮摆臂轮腿底盘部件,提出了一种全轮独立驱动和四轮差速转向的优化设计方案,并进一步优化设计零件与机构。2、运用D-H参数法建立了林用六轮摆臂轮腿底盘的运动学模型。对各轮腿的位姿角变化范围进行分析,得到了电液推杆行程对各轮腿位姿角和林用六轮摆臂轮腿底盘越障高度的理论关系,获得了电液推杆最优化安装位置,并利用ADAMS/Simulink对其联合仿真与分析。数据显示,林用六轮摆臂轮腿底盘经过优化处理后在越障过程中稳定性提高,越障能力得到提升。3、运用Achermann-Jeantand转向模型建立了该底盘的差速转向数学模型,获得了差速转向过程中六个车轮之间的偏转角度关系和速度关...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一l宽度可调式林用底盘Fig.l一1Adjustablewidthchassis
林业装备底盘在具有强越野性和通过性的同时，还需要满足稳定性。为了解决这??一问题，美国的Ｍｏｓｔｅｒｍａｎ、Ｆｏｐｐｅ?Ｊｏｈａｎｎｅｓ等人设计／…种重心可调式底盘??（Ｍｏｓｔｅｒｍａｎ，?Ｆｏｐｐｅ?Ｊｏｈａｎｎｅｓ，?２０１２），如图１－３所不，驾驶室２?一侧安装有工作装置３，??以方便驾驶员进行作业，同时底盘为了调节装备作业重心，增加了可绕驾驶室２在一??定角度范围内旋转的配重装置１。这种设计可以实时调整底盘的重心位置，保证底盘??安全作业，并且配重装置１和底盘驾驶室２均可以实现独立转向，增强了底盘的灵活??性和可靠性。??我国〔丨然林多位于地势陡峭的山区，路面常出现急剧阶梯型障碍，给森林采伐和??运输带来了巨大挑战（张建伟，王立海，２０１２）。针对这个问题，北京林业大学的刘??晋浩教授、鲍际平教授设计了一种折叠履带式底盘（鲍际平，刘晋浩，２００９），如图??１－４所示。该底盘由主履带３、副履带１和折叠油缸２组成。在林区行驶过程中，普??通路面采用主履带驱动行驶；跨越阶梯型障碍时，采用主、副履带联合驱动并伸展来??跨越障碍。这种底盘具有较强的越障性能，可以适应无道路野外环境作业。但履带式??底盘与地面接触面积大，自身重量对地表植被损害较大，不利于林地恢复和生态保护，??。??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]驱动轮转向可控管道机器人的设计与运动分析[J]. 陈还,翟华,陈梁玉,赵坤民. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]一种林用主动步态底盘双缸轮腿越障及位置优化研究[J]. 韩东涛,刘晋浩,王典,李大维. 北京林业大学学报. 2018(06)
[3]箱型钢结构轨道式焊接机器人D-H模型与连续轨迹规划[J]. 朱志明,马国锐,刘晗,刘博. 焊接学报. 2017(12)
[4]轮毂驱动电动汽车差速转向系统仿真分析[J]. 赵琦,时培成,徐增伟. 黑龙江工业学院学报(综合版). 2017(12)
[5]全向电动底盘的差速转向控制研究[J]. 朱振华,郑祥凯,崔伟. 科技展望. 2017(29)
[6]面向整枝机控制的手势识别技术研究[J]. 胡昕卉,李文彬,阚江明. 北京林业大学学报. 2017(02)
[7]面向立木识别的有效K-均值聚类算法研究[J]. 王亚雄,康峰,李文彬,文剑,郑永军. 农业机械学报. 2017(03)
[8]基于工作小臂的履带式林木采育机越障能力分析与研究[J]. 韩东涛,刘晋浩. 北京林业大学学报. 2016(07)
[9]基于2D激光探测的立木胸径几何算法优化[J]. 王亚雄,康峰,李文彬,郑永军. 农业机械学报. 2016(06)
[10]三自由度铰接林用底盘的设计与越障性能分析[J]. 朱阅,阚江明. 北京林业大学学报. 2016(05)
博士论文
[1]轮腿变幅与三自由度铰接林用底盘设计与分析[D]. 朱阅.北京林业大学 2018
[2]林用六轮摆臂轮腿底盘设计及其越障性能研究[D]. 韩东涛.北京林业大学 2016
[3]六轮摆臂林用底盘稳定性分析与防倾翻研究[D]. 孙治博.北京林业大学 2016
[4]抛投机器人翻转越障技术研究[D]. 张世隆.北京理工大学 2015
硕士论文
[1]精准施药装备底盘结构分析与优化[D]. 王顺淞.北京林业大学 2016
[2]四轮转向系统控制策略对比研究[D]. 周佳.北京理工大学 2015
[3]四轮独立驱动和转向移动机器人的设计与控制[D]. 胡桐.合肥工业大学 2015
[4]四轮驱动全轮差速转向移动焊接机器人移动机构设计与仿真[D]. 葛文韬.南昌大学 2012
[5]铰接式履带车动力学仿真与有限元分析[D]. 周良.中南大学 2009
[6]基于ANSYS的重型货车车架结构分析和优化研究[D]. 李正网.重庆交通大学 2009
本文编号：2918094
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一l宽度可调式林用底盘Fig.l一1Adjustablewidthchassis
林业装备底盘在具有强越野性和通过性的同时，还需要满足稳定性。为了解决这??一问题，美国的Ｍｏｓｔｅｒｍａｎ、Ｆｏｐｐｅ?Ｊｏｈａｎｎｅｓ等人设计／…种重心可调式底盘??（Ｍｏｓｔｅｒｍａｎ，?Ｆｏｐｐｅ?Ｊｏｈａｎｎｅｓ，?２０１２），如图１－３所不，驾驶室２?一侧安装有工作装置３，??以方便驾驶员进行作业，同时底盘为了调节装备作业重心，增加了可绕驾驶室２在一??定角度范围内旋转的配重装置１。这种设计可以实时调整底盘的重心位置，保证底盘??安全作业，并且配重装置１和底盘驾驶室２均可以实现独立转向，增强了底盘的灵活??性和可靠性。??我国〔丨然林多位于地势陡峭的山区，路面常出现急剧阶梯型障碍，给森林采伐和??运输带来了巨大挑战（张建伟，王立海，２０１２）。针对这个问题，北京林业大学的刘??晋浩教授、鲍际平教授设计了一种折叠履带式底盘（鲍际平，刘晋浩，２００９），如图??１－４所示。该底盘由主履带３、副履带１和折叠油缸２组成。在林区行驶过程中，普??通路面采用主履带驱动行驶；跨越阶梯型障碍时，采用主、副履带联合驱动并伸展来??跨越障碍。这种底盘具有较强的越障性能，可以适应无道路野外环境作业。但履带式??底盘与地面接触面积大，自身重量对地表植被损害较大，不利于林地恢复和生态保护，??。??
??图１－１宽度可调式林用底盘?图１－２可分开式林用底盘??Ｆｉｇ．?１－１?Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ?ｗｉｄｔｈ?ｃｈａｓｓｉｓ?Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｅｐａｒａｂｌｅ?ｃｈａｓｓｉｓ??林业装备底盘在具有强越野性和通过性的同时，还需要满足稳定性。为了解决这??一问题，美国的Ｍｏｓｔｅｒｍａｎ、Ｆｏｐｐｅ?Ｊｏｈａｎｎｅｓ等人设计／…种重心可调式底盘??（Ｍｏｓｔｅｒｍａｎ，?Ｆｏｐｐｅ?Ｊｏｈａｎｎｅｓ，?２０１２），如图１－３所不，驾驶室２?一侧安装有工作装置３，??以方便驾驶员进行作业，同时底盘为了调节装备作业重心，增加了可绕驾驶室２在一??定角度范围内旋转的配重装置１。这种设计可以实时调整底盘的重心位置，保证底盘??安全作业，并且配重装置１和底盘驾驶室２均可以实现独立转向，增强了底盘的灵活??性和可靠性。??我国〔丨然林多位于地势陡峭的山区，路面常出现急剧阶梯型障碍，给森林采伐和??运输带来了巨大挑战（张建伟
【参考文献】：
期刊论文
[1]驱动轮转向可控管道机器人的设计与运动分析[J]. 陈还,翟华,陈梁玉,赵坤民. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]一种林用主动步态底盘双缸轮腿越障及位置优化研究[J]. 韩东涛,刘晋浩,王典,李大维. 北京林业大学学报. 2018(06)
[3]箱型钢结构轨道式焊接机器人D-H模型与连续轨迹规划[J]. 朱志明,马国锐,刘晗,刘博. 焊接学报. 2017(12)
[4]轮毂驱动电动汽车差速转向系统仿真分析[J]. 赵琦,时培成,徐增伟. 黑龙江工业学院学报(综合版). 2017(12)
[5]全向电动底盘的差速转向控制研究[J]. 朱振华,郑祥凯,崔伟. 科技展望. 2017(29)
[6]面向整枝机控制的手势识别技术研究[J]. 胡昕卉,李文彬,阚江明. 北京林业大学学报. 2017(02)
[7]面向立木识别的有效K-均值聚类算法研究[J]. 王亚雄,康峰,李文彬,文剑,郑永军. 农业机械学报. 2017(03)
[8]基于工作小臂的履带式林木采育机越障能力分析与研究[J]. 韩东涛,刘晋浩. 北京林业大学学报. 2016(07)
[9]基于2D激光探测的立木胸径几何算法优化[J]. 王亚雄,康峰,李文彬,郑永军. 农业机械学报. 2016(06)
[10]三自由度铰接林用底盘的设计与越障性能分析[J]. 朱阅,阚江明. 北京林业大学学报. 2016(05)
博士论文
[1]轮腿变幅与三自由度铰接林用底盘设计与分析[D]. 朱阅.北京林业大学 2018
[2]林用六轮摆臂轮腿底盘设计及其越障性能研究[D]. 韩东涛.北京林业大学 2016
[3]六轮摆臂林用底盘稳定性分析与防倾翻研究[D]. 孙治博.北京林业大学 2016
[4]抛投机器人翻转越障技术研究[D]. 张世隆.北京理工大学 2015
硕士论文
[1]精准施药装备底盘结构分析与优化[D]. 王顺淞.北京林业大学 2016
[2]四轮转向系统控制策略对比研究[D]. 周佳.北京理工大学 2015
[3]四轮独立驱动和转向移动机器人的设计与控制[D]. 胡桐.合肥工业大学 2015
[4]四轮驱动全轮差速转向移动焊接机器人移动机构设计与仿真[D]. 葛文韬.南昌大学 2012
[5]铰接式履带车动力学仿真与有限元分析[D]. 周良.中南大学 2009
[6]基于ANSYS的重型货车车架结构分析和优化研究[D]. 李正网.重庆交通大学 2009
本文编号：2918094
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