双对角线差速传动理论及其技术应用研究

根据差速器转角关系和阿克曼转向原理,提出并分析了双对角线差速传动理论,对比以变型四轮驱动拖拉机为例的轴间刚性连接四轮驱动传动特点,论证了双对角线差速传动理论在四轮驱动方面的优良特性;利用双对角线交叉原理,提出了将驱动桥交叉布置、通过改变夹角间接改变轮距的交叉变轮距车辆底盘设计方法,克服了机械传动式车辆无法自动无级调节轮距的技术难题;针对交叉变轮距车辆底盘的双对角线差速传动特点,设计了一种双对角线可旋式专用差速器,适应了底盘变轮距特性,同时实现了对角两轮驱动和四轮驱动功能。     

农用底盘轮距可调式转向机构

针对农用底盘轮距随农作物行距变化而适应性调整的技术需求,基于现有梯形转向机构、平行四边形机构,研究轮距调整联动转向原理,提出轮距调整和转向独立或同时进行的轮距可调式转向机构方案,确定关键参数和转向误差计算方法。设计了一种轮距可调式农用底盘,参照现有底盘相关参数并结合我国部分农作物行距分布情况,确定前桥轮距可调式转向机构关键参数并以最小轮距为基本轮距优化,分析不同轮距时的转向误差,计算结果表明:轮距调整后转向误差仍能满足农田作业转向要求。     

三轴车辆转向性能分析

建立了多轴车辆定比例转向系统理想模型和多轴车辆侧向动力学模型,通过对两模型定比例转向时的低速转向半径进行比较,验证了多轴车辆侧向动力学模型的合理性.基于该模型,分别分析了定比例转向系统和变比例转向系统的低速转向半径和高速操纵稳定性.结果表明:定比例转向的多轴转向系统低速机动性不够好,且高速稳定性很差;变比例转向的多轴转向系统在提高车辆机动性的同时,还能改善车辆的高速稳定性.     

变轮距转向桥支撑套管强度分析

根据材料力学和机械设计的相关知识,通过理论计算对变轮距转向桥支撑套管进行了横向挤压强度校核和剪切强度校核,以保证变轮距转向桥的使用可靠性和寿命。理论计算结果表明,该变轮距转向桥支撑套管的强度满足使用要求。     

田间作业机器人电动升降底盘设计

设计开发了一种田间作业机器人电动升降底盘,主要结构包括主机架及安装在主机架上的电源、控制器、行走机构、转向机构和升降机构。介绍了其主要组成和工作原理。该底盘可方便地实现车轮独立驱动、车轮独立转向、车轮距独立可调以及平台自动升降等功能,对我国田间作业机器人产业的自主发展具有重要意义。      

自走式玉米高地隙喷雾机底盘系统设计研究

玉米生长中后期常规施药机械难以适应,高地隙喷雾机的研制问题亟待解决。自走式高地隙底盘技术是玉米高地隙喷雾机研制的核心问题。为此,根据玉米生长中后期植保作业要求,制定了喷雾机总体设计方案;结合自走式底盘技术原理,应用solidworks对喷雾机底盘系统相关的行走系、转向系、制动系、轮距调整系及喷杆系等关键系统进行了三维设计,为底盘系统动力学建模、性能仿真分析及自走式玉米高地隙喷雾机的研制奠定了基础。     

具有平衡摇臂悬架的丘陵山区动力平台转向系统

为适应丘陵山区地形和不同农作物的农艺特点,提出一种具有平衡摇臂悬架和H型传动的可变地隙和轮距的动力平台,该平台采用无转向梯形的四轮全液压转向,转向方式为同侧两车轮采用对称角度的偏转转向,以减小转弯半径并实现同辙转向。采用遗传算法优化左、右转向油缸的位移关系,以实现阿克曼转向。为避免运动干涉,参照同轴距普通拖拉机的最小转弯半径确定车轮极限转角。当变地隙后车轮绕主销偏转,平台的轴距发生改变和变轮距后轮距发生改变后,可根据几何关系重新确定车轮在水平面内有效转角与转向油缸位移的关系,讨论了变地隙和变轮距满足阿克曼转向的条件。实验结果表明,设计的转向系结构和转向策略是合理的和可行的。     

风幕式高地隙喷杆喷雾机研究与设计

针对传统喷杆喷雾机底盘较低不能满足玉米中后期植保作业,以及雾滴飘失、农药利用率低等问题,研制了高地隙底盘与风幕式防飘技术相结合的风幕式高地隙喷杆喷雾机。整机主要由驾驶室组件、高地隙静液压底盘、喷杆架组件、喷雾系统和风幕系统等组成,高地隙底盘采用静液压驱动底盘,四轮驱动,四轮转向,龙门式机架最小离地间隙为2 600mm,轮距调节范围为2 280 3 300mm。试验结果表明:有辅助气流较无辅助气流雾滴在玉米整个冠层平均覆盖率提高了57.37%,风幕系统对于增加雾滴在玉米冠层沉积及减少雾滴飘失作用明显。该机具底盘离地间隙高、防飘性能好,可以满足玉米中后期病虫害防治要求。     

平面连杆机构多叉树表示方法与运动分析

提出用多叉树表达平面连杆机构组成的方法,将杆组的位置分析程序作为树的节点运算函数,对树结构实施后序遍历运算,形成平面连杆机构运动分析程序的有序集合,通过对该程序集合的顺序调用实现了机构运动自动分析.避免了在机构运动分析时进行复杂的杆组识别和运动路线生成;将两棵树的节点进行交叉或将树的节点进行变异,能方便派生出新的机构,从而为机构构型设计过程中进行运动学定量分析提供了一种新方法.运动分析算例证明了该方法的有效性.     

连栋温室分段变距喷雾机器人设计与试验

针对国内连栋温室缺乏植保喷雾机、机械走直定位与换轨转向精度低等问题,设计了一种连栋温室分段变距喷雾机器人,在实现无人化喷药的同时提高作业精度。为满足连栋温室机械作业路轨结合、精准切换的要求,提出一种通用型移动底盘,并确定其关键设计参数;为减少底盘上下轨时的偏移量,设计轨上矫正装置,通过分析计算及试验验证,确定其安装余量为4 mm;针对底盘对轨误差大的问题,提出一种二维码融合陀螺仪及光电传感器双向垂直寻迹的路面关键点定位与转向控制方法。设计分段变距喷雾装置,提出一种丝杆滑台驱动的喷杆变距方案,分析校验其驱动参数以满足工作要求;基于滚针轴承设计喷杆辅助防抖装置,减小因喷杆剧烈抖动带来的滑台与喷杆损伤。开发底盘运动及分段变距喷雾控制系统,实现喷雾机器人在连栋温室内的全程自动化作业。最后,对样机进行底盘性能与喷雾效果试验。底盘作业时直线行走与对轨误差平均值分别为4.8、5.8 mm,满足控制精度要求;避障距离为34 cm,满足安全性要求;防抖装置的安装使喷杆行进方向的抖动量从-1°～1.3°降低到±0.4°内,喷头方向的抖动量从±0.5°降低到±0.3°内,防抖效果显著;分段变距喷雾作业后,盛...     

基于一种两侧独立驱动全驱轮式底盘的转向性能分析

本研究对两侧独立驱动全驱轮式底盘结构进行运动学及动力学分析,得出影响其转向能力的数学表达式。进而对底盘进行仿真分析,得出底盘在转向过程中的横摆角速度、转向半径和转向灵活性等评价参数,并提出改善转向性能的措施。结果表明：1）底盘的行驶稳定性受速度、质心高度、转弯半径等因素影响,其中速度和转弯半径变化对底盘的稳定性影响较大。当底盘速度大于设定值25 km/h时,底盘在双移线试验中的侧向加速度大于0.4 g,底盘的稳定性变差。2）当转弯半径R﹤13m时,轮胎与地面将产生滑移,导致底盘侧滑。故该底盘的最高车速不应超过25km/h,以最高车速行驶时,转弯半径不应小于13 m。     

轮距加宽对拖拉机横向稳定性及转向性能的影响

<正> 为适应农田作业的需要,大多数大中型轮式拖拉机能调整轮距。有些驾驶员为提高运输作业时拖拉机的横向稳定性,将轮距加宽成大于常用轮距,常年使用。这种作法,在质心较高的铁牛55型拖拉机上比较多见。轮距加宽对拖拉机的横向稳定性及转向性能都会产生影响。     

高架喷雾机底盘的结构设计

针对目前玉米等高秆农作物生长中后期病虫害防治困难的问题,对新疆玉米种植模式和生长中后期病虫害发生规律进行调研,设计出了一种高架喷雾机底盘装置。运用经典等腰梯形四连杆机构的转向运动学理论,设计了高架喷雾机基于前轮轮距可调机构的双液压缸转向系统、底盘平衡装置及其他关键零部件。在Solid Works软件中建立了关键部件的三维模型,对底盘装置进行装配并检验了各个零部件结构和尺寸设计的合理性。     

3WPF-500型水旱作物田间管理机的研制

针对缺乏水稻、小麦等作物生长中后期病虫害防治、施肥等作业机具的现状,研制开发一种经济、适用的高地隙自走式田间作物管理机。该机集成高地隙自走式底盘、喷杆喷雾及撒肥系统、机电液控制系统于一体,前后轮距可实现无级调节,采用四轮驱动、四轮转向,转向灵活,满足了水旱田作物施药、撒肥的作业农艺要求。     

车辆底盘球关节的设计研究

球关节广泛应用于车辆底盘转向,悬架系统,连接两个有较大相对转动、摆动的部件;典型的产品为转向拉杆球关节,连接杆球关节,控制臂球关节等.球关节一般属于安全件,或安装在关键的部位,其失效往往是由于隐性的,细节中的设计不当造成的;针对球关节的特征,分析、研究了其关键失效模式,为球关节的设计和应用提供了相关依据.     

全国农用运输车三友集团及其产品技术(十二)

<正> 十七、前轴、转向及制动 SY系列农用运输车的前轴、转向梯形和制动器的结构以及前轮定位参数(见本刊1991年第3期)等方面同BJ130汽车是一致的,制动器总成及其他主要零部件与BJ130通用,但其轮距较窄,适应乡村道路的行驶;     

基于多变量频域控制方法的车辆底盘集成控制

提出了一种基于多变量频域控制方法的车辆底盘集成控制策略,协调控制车辆主动转向系统和主动制动系统.对典型多变量车辆系统进行分析,应用多变量频域控制理论设计底盘集成控制器,并利用基于Matlab与AMESim的联合仿真平台进行典型工况仿真分析.结果表明,基于多变量频域控制方法的车辆底盘集成控制器能够消除主动转向系统和主动制动系统之间的干涉和耦合,同时显著提高车辆操纵稳定性.     

基于模糊PID变阻尼方法的农机自动转向控制系统研究

为提高农机自动转向过程中的动态性能,提出一种模糊PID变阻尼控制方法。首先,针对电控液压式农机自动转向控制系统,建立统一的二阶系统模型。然后,基于该控制方法设计模糊PID变阻尼控制器,能够通过在线调整反馈通道增益,达到改变系统阻尼比的目的。最后,与传统PID控制方法进行对比实验。实验结果表明,该方法能够显著降低系统的超调和振荡,提高农机自动转向控制过程中的转向快速性和稳定性。     

基于Simulink的自动化农业机械底盘设计

【目的】在特殊地形农业活动中存在作业困难、底盘转向不灵活等问题,需要提高农机适应性和稳定性。【方法】课题组以自动化技术为基础,设计了一种自动化农业机械底盘。该底盘由转向装置、前桥、后桥、控制系统等部件组成,将发动机、水冷与液压系统相结合,为底盘提供动力。通过Simulink平台对底盘前桥、后桥及整体结构进行受力分析,观测各部件在不同状态下的参数变化,并对底盘易于损坏的部位进行调整。【结果】前桥转向装置附近配件对形变影响较大,采用厚度大于12 mm的方钢制作前桥,调整后机架稳定性得到改善。通过压力测试,证明机械底盘在平稳路况下无论是否有人乘坐均可保持较高的运动直线度,偏离率较低,起停所受压力均在可控范围内,能够满足农业作业强度要求。【结论】该机械底盘可有效满足运动稳定要求,有利于提升农机工作效率,对农机部件现代化设计具有积极意义。     

基于双相位转向的多轴汽车控制机构分析

为满足多轴汽车低速转向灵活性和高速操纵稳定性,利用行星齿轮系统设计了某五轴车辆的双相位转向机构,并对该机构进行了转向数据验证分析,使各车轮转角按顺序进行幅度变化,降低轮胎磨损。