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文檔簡(jiǎn)介
1、復(fù)雜多變的非結(jié)構(gòu)性環(huán)境使得全地形移動(dòng)底盤(pán)越來(lái)越受到各國(guó)研究機(jī)構(gòu)的重視,它對(duì)于提高車(chē)輛和移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性及通過(guò)性具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。輪履復(fù)合式變體輪由可重構(gòu)履帶、伸展機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成,通過(guò)內(nèi)部伸展機(jī)構(gòu)改變車(chē)輪的形狀實(shí)現(xiàn)在“圓形”和“三角形”之間的變換,從而改善移動(dòng)底盤(pán)的運(yùn)動(dòng)性能,使其在良好路面行駛時(shí),與輪式底盤(pán)一樣可快速通行,節(jié)省通行時(shí)間;遇到灘涂、溝壑、冰雪等不良路面時(shí)變體為“類(lèi)三角形”的履帶式底盤(pán),通過(guò)障礙后又可
2、變回輪式底盤(pán)繼續(xù)運(yùn)行。具有結(jié)構(gòu)緊湊、地形適應(yīng)能力強(qiáng)、運(yùn)行效率高的優(yōu)點(diǎn)。
首先,分析了國(guó)內(nèi)外有關(guān)輪式、履帶式、組合式和變體式行走機(jī)構(gòu)各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及它們的適用環(huán)境和場(chǎng)合,并結(jié)合現(xiàn)實(shí)需要,提出了變體輪的設(shè)計(jì)思路。詳細(xì)分析了變體輪關(guān)鍵零部件的工作原理和設(shè)計(jì)方案,主要包括:輪體變形原理和方案;可重構(gòu)履帶形狀、結(jié)構(gòu)、伸展率以及材料構(gòu)成;傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力傳動(dòng)方案分析;伸展機(jī)構(gòu)伸展與收縮的運(yùn)動(dòng)曲線規(guī)劃、驅(qū)動(dòng)方案對(duì)比以及液壓缸選型、強(qiáng)度校
3、核、液壓回路的構(gòu)建與控制。
然后,提出了變體輪的設(shè)計(jì)要點(diǎn),對(duì)變體輪的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),利用SolidWorks繪圖軟件建立其三維模型,并進(jìn)行質(zhì)量估算,干涉檢查等。利用ANSYS有限元仿真軟件分析變體輪的履帶節(jié)、伸展機(jī)構(gòu)、鋼板片彈簧等關(guān)鍵零部件的應(yīng)力應(yīng)變,進(jìn)行強(qiáng)度校核,優(yōu)化其結(jié)構(gòu)和尺寸,并生成工程圖紙進(jìn)行樣機(jī)試制。
最后,通過(guò)INSTRON力學(xué)試驗(yàn)機(jī)對(duì)加工完畢的變體輪的履帶節(jié)、鋼板片彈簧等關(guān)鍵零部件進(jìn)行獨(dú)立加載試驗(yàn)
4、;對(duì)裝配好的單個(gè)變體輪進(jìn)行伸展機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡以及可重構(gòu)橡膠履帶伸展率繪制和測(cè)量;將組裝好的變體輪裝于ATV四驅(qū)越野車(chē)進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試,測(cè)試輪履復(fù)合式變體輪“圓形”時(shí)最高運(yùn)動(dòng)速度以及展開(kāi)為“三角形”時(shí)的越障能力。試驗(yàn)結(jié)果:履帶節(jié)、鋼板片彈簧滿(mǎn)足強(qiáng)度要求;車(chē)輪“圓形”時(shí)速25km/h,超出后“甩帶”;“三角形”時(shí)爬坡28°,攀爬凸臺(tái)高度180mm,跨域溝壑寬度400mm。
結(jié)論:輪履復(fù)合式變體輪可以順利伸展和收回,并在兩種狀態(tài)下正常運(yùn)
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