崎岖山地环境履带机器人降维变系数控制方法研究

针对崎岖山地环境下自走式履带机器人自走姿态波动大、跟踪精度低等问题,研究了三维崎岖路面履带机器人控制方法。通过分析机器人在二维平整路面与三维崎岖路面的运动学模型,建立了降维运动学几何模型;设计了一种基于降维变系数的滑模控制方法,实现三维崎岖路面履带机器人的运动控制,并进行了平整路面与崎岖路面的路径跟踪仿真与试验。仿真结果表明,平整路面仿真中,行驶方向误差逐渐减小并趋近于0,侧向位置误差在±0. 2 m内波动,并可在1 s内完成姿态调整;崎岖路面仿真中,三轴位置误差均控制在±0. 1 m范围内,同样可在1 s内完成姿态调整。路径跟踪田间试验结果表明,平整路面和崎岖路面机器人跟踪稳定后的横向误差分别为-2. 9～8. 8 cm、-14. 3～21. 5 cm,姿态误差分别控制在±2°、±5°内,能够满足实际跟踪需求。     

基于ANSYS Workbench的自走式农机底盘的优化设计

针对丘陵山区地块面积小、农机底盘作业转向难的问题，设计了转向灵活、转弯半径小的摆转转向底盘。底盘由转向装置、浮动装置、液压系统、发动机，前桥、后桥、控制系统、PTO输出等组成，采用水冷系统以及CVT无级变速的汽油发动机与液压系统结合，实现底盘的动力匹配；通过ANSYS Workbench构建摆转转向底盘前桥、后桥、整体机构的力学模型，分析各机构不同状态下的变形参数的变化趋势，并对底盘机构易于损坏的部位进行优化。结果表明：前桥转向机构附近的配件对前桥的变形影响较大，采用5 mm厚度方钢的前桥结构变形量为0.85 mm，优化后的前桥所安装的配件采用模块化分配，使用10 mm以上方钢加工制作，保证前桥变形量稳定控制在0.3~1.0 mm；优化后的底盘后桥最大等效应力为14 MPa，变形量为0.25 mm，分别较优化前降低了33.33%和28.57%，机架的结构稳定性得到改善。通过压力测试仪器对实物平台的测试，底盘在行驶过程中的压力变化曲线平稳，启动和停止阶段所受的压力在可控制的范围内；底盘的行驶直线度、偏驶率均低于1%，且不受底盘载重的影响。     

小量纠偏法在履带甘蔗收获机中的应用

广西柳工机械股份有限公司某款履带式甘蔗收获机样机在直线行走测试过程中出现"跑偏"问题。为了解决该问题,本文采用了小量纠偏法来控制行走电比例阀输出电流进而控制变量马达的排量。该方法将该款机型直线行走误差控制在纠偏前误差的±25%,纠偏效果良好,满足客户需求。     

离地高度可调的减振式履带驱动机构设计

履带式农田作业车由于其优异的通过性与稳定的行驶性能,被广泛使用于南方丘陵地区。针对传统履带底盘采用刚性悬架,无法调节离地高度,行驶时乘坐舒适性较差的问题,设计了一种离地高度可调的减振式履带驱动机构。该机构采用分离式设计,将整个驱动机构分为上层承载架与下层行驶架,通过在上、下层之间设置液压缸与弹性元件,达到在一定区间内调节车辆离地高度与减少车身振动的目的。通过对关键部件进行重点设计,并对其工作过程进行简要分析,该机构在理论上能达到设计要求。     

MCG-200汽车底盘模拟测功机测控系统开发

阐述了汽车底盘模拟测功机的工作原理及测控系统的组成,采用了模糊-PID控制方法改进了电模拟过程,进行了测控软件的优化设计,并对CA1026LF型解放汽车在路试和在测功机上的试验结果行了比较分析。     

丘陵山区农田信息采集车底盘爬坡性能仿真

针对丘陵山区精细农作时农田信息数据采集困难的现状,设计了一种新型的丘陵山区农田信息采集车底盘。为了提高该底盘的爬坡性能,运用多体动力学仿真软件RecurDyn中的低速履带模块(Track-LM),建立了该底盘的虚拟样机模型,并对其纵向和横向爬坡性能进行仿真研究,分析了不同坡角和路面对该底盘行驶速度、俯仰角、侧倾角及侧履带压力的影响。此研究可为改善该底盘爬坡性能提供理论依据。     

前桥摆转转向式四驱底盘结构形状指数的优化

前桥摆转转向式四驱底盘可直接转入下一畦作业,提高了小地块工作行程率,在地头宽度小于等于1个作业宽度时,更有利于机耕过程中的转向操作。为此,通过ADAMS软件仿真,以最小地头宽度为目标对底盘结构参数进行了优化。仿真结果表明,底盘在作业过程中从一畦进入地头直接转入相邻的下一畦时,后内侧轮基本上不吃入上一畦,最小地头宽度与长宽比成反比。在底盘转向时行走轮不干涉后悬挂农具的前提下,底盘最小的理论长宽比应为0.5:1。但由于底盘长宽比受行走轮直径、轮宽及重心的影响,底盘的合理长宽比值范围需趋近于理论长宽比。当机具作业宽幅大于等于机具轮宽时,可直接做倒U形转向;否则采用"4"和歪梨形组合掉头转向,实现地头宽度等于1个作业幅宽的转向。     

小型多功能底盘稻麦割晒机研究

针对贵州山区田块小而分散,提出设计稻麦割晒机时应采用适应多种田间作业需要的通用底盘。小型多功能底盘主要由多功能底盘、发动机、动力传动系统、操作手柄及前后连接支架组成,多功能底盘上安装前后连接支架,根据田间农作物作业需要,与通用底盘快速挂接,可完成旋耕整地、开沟起垄、播种施肥、灌水施药及稻麦割晒等作业。该底盘可构建多功能作业机组,扩大机具使用范围和利用率,解决丘陵山地小田块机械化收割问题。     

农用智能移动作业平台模型的研制

智能移动作业平台是实施“精细农业”的基础。自动导航控制技术是智能移动作业平台的重要技术之一。为了开展农田智能移动作业平台及其导航控制技术研究，将计算机技术、传感器技术、GPS技术和数据通讯技术等集成与融合，研制了一种以蓄电池为电源，电动机为动力的农用智能移动作业平台模型。在平台模型的基础上，开发了基于GPS和电子罗盘的导航控制系统。详细论述了导航控制系统的工作原理、控制方法。试验结果表明，该平台模型能按预定的路线行走，直线行走偏差在1 m以内，弯道行走偏差在2 m以内。通过对导航误差进行分析，提出了进一步改进的方法。该研究为“精细农业”作业平台研究进行了有益的尝试。     

车辆底盘自动集中润滑装置的研制

针对目前车辆底盘运动部件采用人工加脂润滑存在的弊端，研究了自动集中润滑系统的工作原理及技术方案，提出了齿轮泵、溢流阀、配油器和油管接头等关键部件的技术参数和结构设计方法，并研制了样机。性能检测结果表明，该集中润滑装置能满足30～60个润滑点的底盘润滑需要；齿轮泵的输出压力及输油量，配油器的注脂量和管路的密封性能等技术参数和性能指标均达到设计标准。应用性能考核表明，该装置工作稳定、性能可靠，达到了满意的应用效果。