履帶四不像車的運(yùn)動控制研究

履帶四不像車的運(yùn)動控制研究

履帶四不像車因為其良好的越野性能在農(nóng)業(yè)、軍事、森林開發(fā)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而與輪式運(yùn)輸車相比，針對履帶運(yùn)輸車的運(yùn)動控制研究卻困難得多。主要原因是履帶運(yùn)輸車多采用滑動轉(zhuǎn)向滑動轉(zhuǎn)向過程中履帶運(yùn)輸車的運(yùn)動由履帶徑向驅(qū)動力以及履帶與地面?zhèn)认蚰Σ亮餐瑳Q定。
       履帶四不像車的運(yùn)動控制研究 

1.由于摩擦力由履帶運(yùn)輸車的線速度和角速度決定履帶運(yùn)輸車的側(cè)向力平衡方程表現(xiàn)為不可積分的微分方程。這導(dǎo)致履帶運(yùn)輸車的路徑規(guī)劃和路徑跟蹤控制之間出現(xiàn)耦合即通常所說的非完整性約束。

2.另外由于履帶地面作用的復(fù)雜性以及土壤參數(shù)的不確定性，履帶運(yùn)輸車的地面作用力很難得到準(zhǔn)確估計。

目前履帶四不像車輛的研究主要集中于車輛#地面力學(xué)及車輛優(yōu)化設(shè)計方面，針對履帶運(yùn)輸車的運(yùn)動控制并不多見?；诤喕Ｐ偷幕A(chǔ)上采用力打滑線性化模型#運(yùn)用輪式車輛的軌跡跟蹤算法對履帶運(yùn)輸車進(jìn)行了控制研究，采用卡爾曼濾波器對履帶滑轉(zhuǎn)率進(jìn)行估計，進(jìn)而構(gòu)造了履帶運(yùn)輸車的運(yùn)動控制算法采用簡化的側(cè)向摩擦力動力學(xué)模型對履帶四不像車的軌跡跟蹤控制進(jìn)行了研究。
       履帶運(yùn)輸車的運(yùn)動控制研究 　　

履帶運(yùn)輸車輛的行走誤差由車輛內(nèi)部誤差和外部誤差共同構(gòu)成。所謂內(nèi)部誤差是由車輛本身結(jié)構(gòu)的不對稱引起的。如左右履帶驅(qū)動輪半徑的不同、左右履帶張緊的不同、左右履帶與驅(qū)動輪及鏈輪摩擦力的不同以及車輛設(shè)計時的左偏或右偏等，這些都會導(dǎo)致車輛在開環(huán)狀態(tài)不能嚴(yán)格跟蹤給定信號。履帶四不像車所謂外部誤差是指由于地面情況的不均勻?qū)е萝囕v地面作用力變化，使左右履帶不能嚴(yán)格跟蹤給定。

履帶四不像車行駛系統(tǒng)機(jī)架的靜態(tài)分析與優(yōu)化

為了增加設(shè)計的可靠性與經(jīng)濟(jì)性并保證履帶行駛系統(tǒng)的受力性能，利用Solidworks　Simulation對履帶行駛系統(tǒng)的受力部件（機(jī)架、驅(qū)動輪、支撐輪、托帶輪和導(dǎo)向輪）進(jìn)行有限元靜態(tài)分析，山地用履帶四不像車，通過分析零部件的應(yīng)力、應(yīng)變、位移與安全系數(shù)情況，在滿足機(jī)械設(shè)計要求的前提下優(yōu)化零部件的輪廓形狀與外形尺寸。由于整機(jī)采用的是履帶式行走機(jī)構(gòu)，為了使履帶四不像車行駛系統(tǒng)和其他農(nóng)機(jī)具W后能通用一副行駛系統(tǒng)，必須將履帶四不像車行駛系統(tǒng)W及運(yùn)輸車部件都設(shè)計成可拆卸的整體。

（1）幾何模型的準(zhǔn)備：要進(jìn)行有限元分析，首先得準(zhǔn)確無誤地將三維模型畫出來，才能夠進(jìn)行下的分析。

（2）定義材料；材料的定義可W通過軟件中的材料庫選擇，當(dāng)你選擇一種材料后，系統(tǒng)會直接濕示這種材料的一些物理和化學(xué)特性。

（3）定義夾具；夾具的定義是一個很容易產(chǎn)生誤差的地方，因此對集合模型的夾具需要準(zhǔn)確無誤的添加，避免分析中出現(xiàn)失敗或者錯誤。在機(jī)架的夾具使用機(jī)架上的4個螺孔固定。

（4）定義外部載荷：在真實的場景中，我們只知道載荷的大小、分布W及時間的相互關(guān)系，但是在優(yōu)先于分析的過程中會經(jīng)常簡化或者通過假設(shè)作出近似的估算，再將載荷施加到幾何模型的承受地方，所承受的力主要有H個來源，支撐行駛系統(tǒng)變速箱所承受的重力，支撐發(fā)動機(jī)所承受的壓力y？及支撐旋耕部分所承受的垂直壓力。

（5）劃分網(wǎng)格：劃分網(wǎng)格是在進(jìn)行有限元分析之前對模型的一步操作CW，有限元分析的分析結(jié)果是由網(wǎng)格劃分的精度決定的，劃分的精度越大，履帶四不像車，網(wǎng)格就越密集，精度計算的結(jié)果也越高，但同時也會增加計算機(jī)的運(yùn)算時間。有限單元越小，并不是指其尺寸越小，而是與整個模型尺寸相比之下顯得小，其大小一般根據(jù)分析精度要求W及計算機(jī)的計算能力來確定。

履帶運(yùn)輸車手扶翻斗驅(qū)動力大

本發(fā)明選用履帶式行走機(jī)構(gòu)，著地面積大，著地壓強(qiáng)小，與地面的摩擦力大，能提供的驅(qū)動力大，舉升機(jī)構(gòu)采用液壓式，卸貨翻斗時平穩(wěn)有效，適用于山地、水田、沙漠等復(fù)雜地形的短途運(yùn)輸。

1.一種履帶式手扶翻斗履帶運(yùn)輸車，包括車斗(2)、底盤、操作部分，其特征在于：所述車斗(2)較前端通過銷軸安裝于底盤上，所述車斗(2)在中間部位通過舉升機(jī)構(gòu)(15)與所述底盤相連接，所述底盤包含行駛系和制動系，所述行駛系的作業(yè)依靠履帶(1)行走，所述制動系作用于行駛系，所述操作部分包括檔位操縱桿(7)、車把手(4)、油門調(diào)節(jié)器(3)、手剎(5)、離合器(16)，所述手剎(5)可控制制動系工作，所述底盤上安裝有發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)與氣油箱(6)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式手扶翻斗履帶運(yùn)輸車，其特征在于，所述車斗(2)設(shè)置有車斗前擋板(201)，所述車斗前擋板(201)通過銷軸連接于車斗底板上，所述車斗前擋板(201)可通過操作卡扣(202)來打開或關(guān)閉。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式手扶翻斗履帶運(yùn)輸車，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)選用空冷四沖程單杠氣油機(jī)，所述氣油機(jī)由氣油箱(6)提供燃料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式手扶翻斗履帶運(yùn)輸車，其特征在于，所述檔位操縱桿(7)對應(yīng)于行駛狀態(tài)中有八個控制檔位，包括前進(jìn)一檔、前進(jìn)二檔、前進(jìn)三檔、前進(jìn)四檔、前進(jìn)五檔、前進(jìn)六檔、后退一檔、后退二檔，國產(chǎn)履帶四不像車，通過拉動離合器(16)到離來完成檔位之間的切換，檔位切換完成后，手扶履帶四不像車，將離合器(16)拉回，所述前進(jìn)檔位的較高速度范圍為：5.0-6 .1km/h，所述后退檔位的較高速度范圍是：2 .8-3 .1km/h。

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