林用六輪擺臂輪腿底盤優(yōu)化設計及仿真控制研究
發(fā)布時間：2020-12-15 10:04
林業(yè)裝備中最主要的部件為底盤,對林業(yè)裝備能否可以上山入林具有決定性作用。轉向性能和通過性是衡量林業(yè)機械動力底盤的兩個重要標準。針對某林用六輪擺臂輪腿底盤的不足,本文提出了一種適用于該林用六輪擺臂輪腿底盤的優(yōu)化設計方案,改善其轉向性能,提升其通過性與越障能力。主要完成的研究內(nèi)容和方法如下:1、在綜合分析國內(nèi)外工程機械及輪腿底盤結構特點和功能要求的基礎上,基于高等機構學理論、機械設計以及機器人學理論等,從理論方面分析某林用六輪擺臂輪腿底盤部件,提出了一種全輪獨立驅動和四輪差速轉向的優(yōu)化設計方案,并進一步優(yōu)化設計零件與機構。2、運用D-H參數(shù)法建立了林用六輪擺臂輪腿底盤的運動學模型。對各輪腿的位姿角變化范圍進行分析,得到了電液推桿行程對各輪腿位姿角和林用六輪擺臂輪腿底盤越障高度的理論關系,獲得了電液推桿最優(yōu)化安裝位置,并利用ADAMS/Simulink對其聯(lián)合仿真與分析。數(shù)據(jù)顯示,林用六輪擺臂輪腿底盤經(jīng)過優(yōu)化處理后在越障過程中穩(wěn)定性提高,越障能力得到提升。3、運用Achermann-Jeantand轉向模型建立了該底盤的差速轉向數(shù)學模型,獲得了差速轉向過程中六個車輪之間的偏轉角度關系和速度關...
【文章來源】：北京林業(yè)大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：80 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
一l寬度可調(diào)式林用底盤Fig.l一1Adjustablewidthchassis
林業(yè)裝備底盤在具有強越野性和通過性的同時，還需要滿足穩(wěn)定性。為了解決這??一問題，美國的Ｍｏｓｔｅｒｍａｎ、Ｆｏｐｐｅ?Ｊｏｈａｎｎｅｓ等人設計／…種重心可調(diào)式底盤??（Ｍｏｓｔｅｒｍａｎ，?Ｆｏｐｐｅ?Ｊｏｈａｎｎｅｓ，?２０１２），如圖１－３所不，駕駛室２?一側安裝有工作裝置３，??以方便駕駛員進行作業(yè)，同時底盤為了調(diào)節(jié)裝備作業(yè)重心，增加了可繞駕駛室２在一??定角度范圍內(nèi)旋轉的配重裝置１。這種設計可以實時調(diào)整底盤的重心位置，保證底盤??安全作業(yè)，并且配重裝置１和底盤駕駛室２均可以實現(xiàn)獨立轉向，增強了底盤的靈活??性和可靠性。??我國〔丨然林多位于地勢陡峭的山區(qū)，路面常出現(xiàn)急劇階梯型障礙，給森林采伐和??運輸帶來了巨大挑戰(zhàn)（張建偉，王立海，２０１２）。針對這個問題，北京林業(yè)大學的劉??晉浩教授、鮑際平教授設計了一種折疊履帶式底盤（鮑際平，劉晉浩，２００９），如圖??１－４所示。該底盤由主履帶３、副履帶１和折疊油缸２組成。在林區(qū)行駛過程中，普??通路面采用主履帶驅動行駛；跨越階梯型障礙時，采用主、副履帶聯(lián)合驅動并伸展來??跨越障礙。這種底盤具有較強的越障性能，可以適應無道路野外環(huán)境作業(yè)。但履帶式??底盤與地面接觸面積大，自身重量對地表植被損害較大，不利于林地恢復和生態(tài)保護，??。??
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【參考文獻】：
期刊論文
[1]驅動輪轉向可控管道機器人的設計與運動分析[J]. 陳還,翟華,陳梁玉,趙坤民. 合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2018(06)
[2]一種林用主動步態(tài)底盤雙缸輪腿越障及位置優(yōu)化研究[J]. 韓東濤,劉晉浩,王典,李大維. 北京林業(yè)大學學報. 2018(06)
[3]箱型鋼結構軌道式焊接機器人D-H模型與連續(xù)軌跡規(guī)劃[J]. 朱志明,馬國銳,劉晗,劉博. 焊接學報. 2017(12)
[4]輪轂驅動電動汽車差速轉向系統(tǒng)仿真分析[J]. 趙琦,時培成,徐增偉. 黑龍江工業(yè)學院學報(綜合版). 2017(12)
[5]全向電動底盤的差速轉向控制研究[J]. 朱振華,鄭祥凱,崔偉. 科技展望. 2017(29)
[6]面向整枝機控制的手勢識別技術研究[J]. 胡昕卉,李文彬,闞江明. 北京林業(yè)大學學報. 2017(02)
[7]面向立木識別的有效K-均值聚類算法研究[J]. 王亞雄,康峰,李文彬,文劍,鄭永軍. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(03)
[8]基于工作小臂的履帶式林木采育機越障能力分析與研究[J]. 韓東濤,劉晉浩. 北京林業(yè)大學學報. 2016(07)
[9]基于2D激光探測的立木胸徑幾何算法優(yōu)化[J]. 王亞雄,康峰,李文彬,鄭永軍. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2016(06)
[10]三自由度鉸接林用底盤的設計與越障性能分析[J]. 朱閱,闞江明. 北京林業(yè)大學學報. 2016(05)
博士論文
[1]輪腿變幅與三自由度鉸接林用底盤設計與分析[D]. 朱閱.北京林業(yè)大學 2018
[2]林用六輪擺臂輪腿底盤設計及其越障性能研究[D]. 韓東濤.北京林業(yè)大學 2016
[3]六輪擺臂林用底盤穩(wěn)定性分析與防傾翻研究[D]. 孫治博.北京林業(yè)大學 2016
[4]拋投機器人翻轉越障技術研究[D]. 張世隆.北京理工大學 2015
碩士論文
[1]精準施藥裝備底盤結構分析與優(yōu)化[D]. 王順淞.北京林業(yè)大學 2016
[2]四輪轉向系統(tǒng)控制策略對比研究[D]. 周佳.北京理工大學 2015
[3]四輪獨立驅動和轉向移動機器人的設計與控制[D]. 胡桐.合肥工業(yè)大學 2015
[4]四輪驅動全輪差速轉向移動焊接機器人移動機構設計與仿真[D]. 葛文韜.南昌大學 2012
[5]鉸接式履帶車動力學仿真與有限元分析[D]. 周良.中南大學 2009
[6]基于ANSYS的重型貨車車架結構分析和優(yōu)化研究[D]. 李正網(wǎng).重慶交通大學 2009
本文編號：2918094
【文章來源】：北京林業(yè)大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：80 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
一l寬度可調(diào)式林用底盤Fig.l一1Adjustablewidthchassis
林業(yè)裝備底盤在具有強越野性和通過性的同時，還需要滿足穩(wěn)定性。為了解決這??一問題，美國的Ｍｏｓｔｅｒｍａｎ、Ｆｏｐｐｅ?Ｊｏｈａｎｎｅｓ等人設計／…種重心可調(diào)式底盤??（Ｍｏｓｔｅｒｍａｎ，?Ｆｏｐｐｅ?Ｊｏｈａｎｎｅｓ，?２０１２），如圖１－３所不，駕駛室２?一側安裝有工作裝置３，??以方便駕駛員進行作業(yè)，同時底盤為了調(diào)節(jié)裝備作業(yè)重心，增加了可繞駕駛室２在一??定角度范圍內(nèi)旋轉的配重裝置１。這種設計可以實時調(diào)整底盤的重心位置，保證底盤??安全作業(yè)，并且配重裝置１和底盤駕駛室２均可以實現(xiàn)獨立轉向，增強了底盤的靈活??性和可靠性。??我國〔丨然林多位于地勢陡峭的山區(qū)，路面常出現(xiàn)急劇階梯型障礙，給森林采伐和??運輸帶來了巨大挑戰(zhàn)（張建偉，王立海，２０１２）。針對這個問題，北京林業(yè)大學的劉??晉浩教授、鮑際平教授設計了一種折疊履帶式底盤（鮑際平，劉晉浩，２００９），如圖??１－４所示。該底盤由主履帶３、副履帶１和折疊油缸２組成。在林區(qū)行駛過程中，普??通路面采用主履帶驅動行駛；跨越階梯型障礙時，采用主、副履帶聯(lián)合驅動并伸展來??跨越障礙。這種底盤具有較強的越障性能，可以適應無道路野外環(huán)境作業(yè)。但履帶式??底盤與地面接觸面積大，自身重量對地表植被損害較大，不利于林地恢復和生態(tài)保護，??。??
??圖１－１寬度可調(diào)式林用底盤?圖１－２可分開式林用底盤??Ｆｉｇ．?１－１?Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ?ｗｉｄｔｈ?ｃｈａｓｓｉｓ?Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｅｐａｒａｂｌｅ?ｃｈａｓｓｉｓ??林業(yè)裝備底盤在具有強越野性和通過性的同時，還需要滿足穩(wěn)定性。為了解決這??一問題，美國的Ｍｏｓｔｅｒｍａｎ、Ｆｏｐｐｅ?Ｊｏｈａｎｎｅｓ等人設計／…種重心可調(diào)式底盤??（Ｍｏｓｔｅｒｍａｎ，?Ｆｏｐｐｅ?Ｊｏｈａｎｎｅｓ，?２０１２），如圖１－３所不，駕駛室２?一側安裝有工作裝置３，??以方便駕駛員進行作業(yè)，同時底盤為了調(diào)節(jié)裝備作業(yè)重心，增加了可繞駕駛室２在一??定角度范圍內(nèi)旋轉的配重裝置１。這種設計可以實時調(diào)整底盤的重心位置，保證底盤??安全作業(yè)，并且配重裝置１和底盤駕駛室２均可以實現(xiàn)獨立轉向，增強了底盤的靈活??性和可靠性。??我國〔丨然林多位于地勢陡峭的山區(qū)，路面常出現(xiàn)急劇階梯型障礙，給森林采伐和??運輸帶來了巨大挑戰(zhàn)（張建偉
【參考文獻】：
期刊論文
[1]驅動輪轉向可控管道機器人的設計與運動分析[J]. 陳還,翟華,陳梁玉,趙坤民. 合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2018(06)
[2]一種林用主動步態(tài)底盤雙缸輪腿越障及位置優(yōu)化研究[J]. 韓東濤,劉晉浩,王典,李大維. 北京林業(yè)大學學報. 2018(06)
[3]箱型鋼結構軌道式焊接機器人D-H模型與連續(xù)軌跡規(guī)劃[J]. 朱志明,馬國銳,劉晗,劉博. 焊接學報. 2017(12)
[4]輪轂驅動電動汽車差速轉向系統(tǒng)仿真分析[J]. 趙琦,時培成,徐增偉. 黑龍江工業(yè)學院學報(綜合版). 2017(12)
[5]全向電動底盤的差速轉向控制研究[J]. 朱振華,鄭祥凱,崔偉. 科技展望. 2017(29)
[6]面向整枝機控制的手勢識別技術研究[J]. 胡昕卉,李文彬,闞江明. 北京林業(yè)大學學報. 2017(02)
[7]面向立木識別的有效K-均值聚類算法研究[J]. 王亞雄,康峰,李文彬,文劍,鄭永軍. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(03)
[8]基于工作小臂的履帶式林木采育機越障能力分析與研究[J]. 韓東濤,劉晉浩. 北京林業(yè)大學學報. 2016(07)
[9]基于2D激光探測的立木胸徑幾何算法優(yōu)化[J]. 王亞雄,康峰,李文彬,鄭永軍. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2016(06)
[10]三自由度鉸接林用底盤的設計與越障性能分析[J]. 朱閱,闞江明. 北京林業(yè)大學學報. 2016(05)
博士論文
[1]輪腿變幅與三自由度鉸接林用底盤設計與分析[D]. 朱閱.北京林業(yè)大學 2018
[2]林用六輪擺臂輪腿底盤設計及其越障性能研究[D]. 韓東濤.北京林業(yè)大學 2016
[3]六輪擺臂林用底盤穩(wěn)定性分析與防傾翻研究[D]. 孫治博.北京林業(yè)大學 2016
[4]拋投機器人翻轉越障技術研究[D]. 張世隆.北京理工大學 2015
碩士論文
[1]精準施藥裝備底盤結構分析與優(yōu)化[D]. 王順淞.北京林業(yè)大學 2016
[2]四輪轉向系統(tǒng)控制策略對比研究[D]. 周佳.北京理工大學 2015
[3]四輪獨立驅動和轉向移動機器人的設計與控制[D]. 胡桐.合肥工業(yè)大學 2015
[4]四輪驅動全輪差速轉向移動焊接機器人移動機構設計與仿真[D]. 葛文韜.南昌大學 2012
[5]鉸接式履帶車動力學仿真與有限元分析[D]. 周良.中南大學 2009
[6]基于ANSYS的重型貨車車架結構分析和優(yōu)化研究[D]. 李正網(wǎng).重慶交通大學 2009
本文編號：2918094
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