轮式拖拉机驾驶模拟器关键部件的设计与研究

发布时间：2021-08-27 12:53

　　针对大功率拖拉机在使用时由于驾驶操作复杂、驾驶人员培训时间短等原因,导致的驾驶人员操作熟练程度不高、操作不正确造成的机械使用效率低,机器损坏等问题,本文以爱科1204拖拉机为原型设计了轮式拖拉机的驾驶模拟器,并对其中关键部件进行设计与试验研究,为提高拖拉机驾驶人员操作技能、驾驶培训效率,节约驾驶培训成本等具有重要意义。首先,对爱科1204拖拉机的功能和驾驶要求进行分析,提出了模拟器整体的设计方案,并应用数据采集和信号处理技术,实现了对关键部件系统的数据采集。其次,根据相关操纵机构参数,设计出拖拉机驾驶模拟器的行走系统、转向系统、操作手柄系统和与其相匹配的信息采集装置。试验结果表明:所设计的信息采集装置输出信号稳定、波形清晰、无干扰,满足设计要求,说明所设计的系统结构合理,可完成拖拉机的模拟驾驶功能。最后,通过采集爱科1204拖拉机不同档位、不同油门踏板开度对应的行驶速度,建立了速度关系式并引入Unity3D中对拖拉机真实速度与拖拉机驾驶模拟器速度进行对比试验,结果显示:两者速度变化趋势基本一致,验证了所设计的拖拉机驾驶模拟器仿真性较好,为将来拖拉机驾驶模拟器研发奠定基础。 

【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究的目的与意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究的主要内容
2 轮式拖拉机驾驶模拟器的总体设计
    2.1 轮式拖拉机模拟器驾驶室结构及采集对象
        2.1.1 拖拉机驾驶模拟器驾驶室的结构组成
        2.1.2 拖拉机驾驶模拟器信息采集的对象
    2.2 单片机系统与数据处理系统的设计
        2.2.1 单片机系统的设计
        2.2.2 数据处理系统的设计
    2.3 控制系统的设计
        2.3.1 555 芯片非稳态工作原理
        2.3.2 拖拉机驾驶模拟器转向灯电路的设计
        2.3.3 模拟器转向灯电路的仿真
    2.4 单片机程序的设计
        2.4.1 单片机主程序的编写
        2.4.2 单片机接收程序的编写
        2.4.3 单片机发送程序的编写
        2.4.4 通信方式选择及通信协议的设计
    2.5 本章小结
3 行走系统的设计与信息采集
    3.1 爱科1204拖拉机行走系统参数的确定
        3.1.1 四踏板行程角度的确定
        3.1.2 力度参数的确定
    3.2 拖拉机驾驶模拟器行走系统的设计
    3.3 拖拉机驾驶模拟器行走系统信息采集装置的设计与测试
        3.3.1 信息采集装置类型的选择及设计
        3.3.2 霍尔线性信息采集装置的采集测试
    3.4 拖拉机驾驶模拟器行走系统的验证
        3.4.1 行走系统各踏板角度验证
        3.4.2 拖拉机驾驶模拟器踏板力度验证
    3.5 本章小节
4 转向系统的设计与信息采集
    4.1 爱科1204拖拉机转向系统参数的确定
    4.2 拖拉机驾驶模拟器转向系统的设计
    4.3 信息采集装置测试与转向系统的验证
        4.3.1 信息采集装置的测试
        4.3.2 转向系统的验证
    4.4 本章小节
5 操作手柄系统的设计与信息采集
    5.1 拖拉机驾驶模拟器变速操纵机构的设计
        5.1.1 拖拉机驾驶模拟器主变速机构的设计
        5.1.2 拖拉机驾驶模拟器副变速机构的设计
    5.2 拖拉机驾驶模拟器操作手柄机构的设计
    5.3 信息采集装置的设计与测试
        5.3.1 操作手柄机构的采集测试
        5.3.2 变速操纵机构的信息采集装置设计与信息采集
    5.4 本章小节
6 拖拉机驾驶模拟器验证试验
    6.1 踏板开度、档位与行驶速度关系的试验研究
    6.2 拖拉机驾驶模拟器的验证试验
        6.2.1 拖拉机驾驶模拟器的试验
        6.2.2 验证试验
        6.2.3 模拟结果与试验结果对比分析
    6.3 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
附录Ⅰ
附录Ⅱ


【参考文献】：
期刊论文
[1]驾驶模拟器培训的有效性实验研究[J]. 熊坚,吴爱平,秦雅琴,万华森,吉祥,郭凤香.  人类工效学. 2016(01)
[2]从发展趋势看大马力拖拉机需求[J]. 杨建文.  农机使用与维修. 2015(05)
[3]汽车驾驶模拟器在交通安全中的应用综述[J]. 吴晓瑞,吴志周.  交通信息与安全. 2015(02)
[4]基于霍尔原理的非接触式位置传感器的研究现状与发展趋势[J]. 李志鹏,赵伊齐,邵宪友,赵杨.  安徽农业科学. 2015(11)
[5]浅谈霍尔传感器及在军工领域的应用[J]. 时圣利,钟贻兵,王昱皓,高明星.  新型工业化. 2015(02)
[6]大马力拖拉机发展现状研究[J]. 张俊峰.  农机使用与维修. 2015(02)
[7]某型舰载直升机飞行模拟器飞行仿真系统设计[J]. 于凤全,沈学利,周晓光,赵仁厚.  计算机仿真. 2014(09)
[8]低成本的程控大功率可调稳压电源设计[J]. 牛志朝,张海.  单片机与嵌入式系统应用. 2014(07)
[9]基于单片机的汽车智能转向灯的设计[J]. 王亚运,张琦.  农业装备与车辆工程. 2013(10)
[10]基于虚拟现实的汽车驾驶模拟器设计与实现[J]. 张俊友,焦学健,柴山.  机械设计与制造. 2013(04)

硕士论文
[1]基于霍尔原理的非接触式位置传感器的研究与应用[D]. 印友军.上海交通大学 2012
[2]驾驶模拟器方向盘实时力感模拟的研究[D]. 张微微.浙江大学 2012
[3]汽车转向盘回正模拟系统的研究与实现[D]. 张翼.武汉理工大学 2009
[4]基于虚拟现实技术的头盔式汽车驾驶模拟器的研究与开发[D]. 滕贻健.山东理工大学 2009



本文编号：3366389