履带车辆液压机械差速转向装置试验台设计

液压机械差速转向装置是一种液压传动与机械传动组合而成的新型传动机构,能够显著提高履带车辆的行驶机动性和工作效率。根据履带车辆液压机械差速转向装置试验要求,提出了其试验台设计方案,确定了试验台驱动装置及加载装置,设计了试验台数据采集与控制系统。以东方红1302R拖拉机液压机械无差速转向装置为被试对象,完成了液压机械差速转向装置转向特性试验,结果表明:所设计试验台自动化程度高、运转平稳,满足设计要求。     

履带车辆转向性能计算机仿真研究概况

履带车辆的转向性能是整车性能的重要评价指标,计算机仿真是研究转向性能的有效手段之一。首先分析了履带车辆转向性能的影响因素,然后从履带与地面的相互运动关系、转向阻力、仿真性能等方面对履带车辆转向性能仿真研究的现状进行综述。在此基础上,提出了履带车辆液压机械差速转向系统参数匹配、转向期间换挡规律、平稳转向性能、性能仿真模型、转向控制理论以及驾驶的遥控化与行驶自主化等履带车辆转向的研究思路。     

履带拖拉机液压机械双功率流差速转向机构设计

基于双功率流传动原理,利用液压元件的无级调速特性,对适合履带车辆的液压机械双功率流差速转向机构的转向原理进行了分析,建立了转向机构的运动方程和转矩方程,提出了转向机构行星排特性参数的确定原则。根据液压转向调速系统主要参数的计算公式,并结合东方红1302R型橡胶履带拖拉机进行了参数设计和转向运动性能分析,所选参数满足整机性能要求。     

差速转向履带车辆的载荷比试验

研究了一种用于液压机械双流传动履带车辆的差速式转向机构,提出了差速转向履带车辆载荷比的计算公式和试验方案,并进行了样机试验.通过试验可知,该转向机构能够实现履带车辆任意半径的转向,在小半径转向时,不需制动功率损失即能够实现两侧履带的正、反转转向;载荷比随转向控制输入转速和转向半径变化平稳,在大半径转向时,转向半径从2.38m减小到0.6m,载荷比从1.63增加到2.64;在小半径转向时,转向半径从0.36m减小到0.25 m时,载荷比从3.09增加到4.78,而转向半径为0.25 m时,已经接近原地转向,差速转向履带车辆转向时的最大载荷比接近于4.78.     

差速转向履带拖拉机液压操纵系统匹配研究

对差速转向履带拖拉机转向系统进行了介绍,以实现履带拖拉机转向操纵的精准性为目标,对差速转向履带拖拉机转向操纵涉及的机械操纵机构、液压先导阀、转向液压泵排量控制机构之间的控制过程、机理进行了分析,进一步对液压先导阀特性曲线的选择、先导阀输出压力与变量泵排量控制输入压力的匹配进行了研究。提出了液压先导阀输出压力采用双斜率特性曲线既可以实现履带拖拉机低速行进时的快速转向,又可以提高其高速行进时的转向安全性;基于先导阀摆动行程有限,在先导阀与转向盘之间增加角度转换机构,可以使履带拖拉机转向操作符合道路车辆的操作习惯。     

履带车辆转向过渡过程模型与仿真分析

为了准确研究履带车辆实际转向过程中的性能,在考虑履带滑转和车体离心力的基础上,建立了履带车辆过渡转向模型,对模型进行了运动学和动力学参数求解,编写了程序进行仿真分析。仿真结果表明:进入转向时的速度越高,进入稳态转向的过程就越长,且在达到稳态转向的过程中,会出现急剧的振动。当速度达到8 m/s时,转向半径会在开始转向过程中急剧下降,履带车辆会失去控制,发生失稳现象。     

履带式车辆液压机械驱动系统的设计

履带式行走具有降低接地比压和防止下陷的优点.履带式车辆的转向普遍采用离合器和制动器,结构简单,但存在转向费力、不能实现原地转向的缺点.为此,采用液压机械式双流传动系统,功率由两套静液压系统分流进入变速装置,经动力差速式转向机构进行功率汇合,能够实现履带车辆的无级转向和无级行走.动力差速式转向机构具有降速增扭作用,转向时实现一侧扭矩增加而另一侧扭矩等量减少.     

四履带车辆转向性能仿真研究

针对四履带车辆特点,建立了考虑履带宽度以及滑转、滑移的四履带车辆稳态转向数学模型,并对模型进行了数值求解,分析了各因素对其稳态转向性能的影响。基于多刚体动力学软件RecurDyn对某四履带车辆进行了虚拟样机转向仿真试验,仿真结果与理论计算吻合较好,证明模型具有较高的可靠性。     

履带车辆差速式转向机构性能试验

设计了一种履带车辆用差速式液压机械双功率流转向机构,由3套行星系组成,将变速器传来的功率和液压转向系统传来的功率汇流,在转向时能够实现两侧履带的正反转转向.样机试验表明,样机直线稳定性好,偏驶率为0.7%,符合国家标准;当只有转向动力输入时,样机转向角速度大,转向角速度随转向动力输入转速的增加而增加;由于实际两侧履带的滑移和滑转的情况不同,最小转向半径为0.02 m,接近于零,可实现原位转向.     

静液压—机械驱动桥式履带底盘分段跟随转向控制研究

为提高静液压-机械驱动桥式履带底盘转向的可操作性及安全性,设计了一种分段跟随控制策略及利用转向盘输入的转向电控系统。根据打滑条件下履带底盘转向分析结果,求解出理论转向轨迹,并根据机械驱动桥响应复位时间进行分段处理。实际履带底盘转向轨迹根据控制策略中所划分的行驶方向角度与位置偏离限控制每一分段时间内驱动桥的离合制动器作用状态,实时跟随理论轨迹。建立了控制策略的评价方法,并进行了算法仿真和电控系统设计及实车试验。仿真结果表明控制算法履带底盘转向相对误差为5.9%~10%,执行器作用平均频率为2.5~6.6 Hz。实车试验表明,利用转向盘输入的电控转向系统可满足静液压-机械驱动式履带底盘的转向需求,能够实现驾驶人员转向意图,转向过程平稳。同时,电控系统能够有效减少履带底盘转向过程中的原地滑转,从而减小对地面和农作物的损伤。     

橡胶履带车辆差速转向系统的研究

针对传统的履带车辆利用转向离合器实现转向存在的问题,为了提高橡胶履带车辆行驶动力性、机动性,提出了机械液压双功率流差速转向系统设计构思,具体地对该系统进行理论上的运动学、动力学分析,推导出输出转速、扭矩的函数表达式,为该系统设计提供理论依据。根据设计构思进行了实际工程设计、制造,通过试验充分证明了该系统设计理论的正确性和应用可行性。     

履带拖拉机差速转向能力提升分析

针对采用机械液压双功率流差速转向系统的大功率履带拖拉机在某些特殊路面转向能力不足的问题，对差速转向系统结构进行分析，推导出影响转向能力的数学关系式，提出提升转向能力的措施。     

双流传动履带车辆坚实地面转向模型

基于双流传动履带车辆转向动力学理论,建立了考虑履带车辆转向过程中滑转和滑移情况下坚实地面上的转向过程仿真模型.该模型反应了履带车辆在坚实地面上的转向过程,为履带车辆动力性能研究提供了可靠的理论分析依据.     

电子差速履带车辆转向转矩神经网络PID控

根据电子差速履带车辆转向动力学和运动学分析,提出一种电子差速履带车辆转向转矩模拟神经网络PID（ANNPID）控制策略,由双电动机转向转矩协调控制、ANNPID控制和感应电动机转矩控制组成。通过建立双感应电动机独立驱动履带车辆电子差速转向控制系统,实现基于ANNPID控制的转向转矩协调分配和基于模型参考自适应控制（MRAC）的感应电动机间接磁场定向（IFOC）转矩控制。采用该策略,在不同转向半径的行驶转向工况、0.5B半径转向工况和中心转向工况下的实车试验结果表明,低速转向具有较好的操控性能。     

电子差速履带车辆转向转矩神经网络PID控制

根据电子差速履带车辆转向动力学和运动学分析,提出一种电子差速履带车辆转向转矩模拟神经网络PID(ANNPID)控制策略,由双电动机转向转矩协调控制、ANNPID控制和感应电动机转矩控制组成.通过建立双感应电动机独立驱动履带车辆电子差速转向控制系统,实现基于ANNPID控制的转向转矩协调分配和基于模型参考自适应控制(MRAC)的感应电动机间接磁场定向(IFOC)转矩控制.采用该策略,在不同转向半径的行驶转向工况、0.5B半径转向工况和中心转向工况下的实车试验结果表明,低速转向具有较好的操控性能.     

基于高斯混合模型的履带拖拉机转弯半径控制方法

履带拖拉机采用差速转向,转向可控性差,影响自动导航性能,为提高履带拖拉机自动导航的性能,以液压传动控制行星差速转向履带拖拉机为研究对象,建立履带拖拉机转弯半径数学模型。构建每个控制量下转弯半径均值和方差计算方法,建立基于卡尔曼滤波和局部加权回归的转弯半径均值和方差更新方法。分别针对直线路径跟踪和掉头建立基于高斯混合模型的履带拖拉机转弯半径控制方法。采用纯跟踪算法分别以不同的初始位置偏差进行自动导航仿真试验,得到导航轨迹、位置偏差和角度偏差。以农夫NF-702型履带拖拉机为平台,分别以不同车速进行导航试验,试验结果表明,在初始航向角为0,车速分别为1.0、1.5m/s时,导航平均误差分别为-0.62cm和0.28cm,导航误差绝对值极值分别为10.14cm和8.10cm,导航误差绝对值均值分别为2.34cm和2.57cm,导航均方根误差分别为3.77cm和3.99cm。本文提出的基于高斯混合模型的履带拖拉机转弯半径控制方法可应用到液压传动控制行星差速转向履带拖拉机自动导航领域,满足实际田间作业需求。     

跨式油茶果收获机履带底盘行走液压系统设计与试验

跨式油茶果收获机在丘陵山地作业时需要较大的牵引力,且要求行走平稳。本文基于机液联合仿真技术对跨式油茶果收获机底盘行走液压系统进行设计,以达到动力匹配及行走性能较优的目的。在RecurDyn软件中建立了跨式收获机履带底盘虚拟样机模型,采用谐波叠加法构建了B级路面谱,仿真分析了跨式履带底盘直线行驶和差速转向的动力学特性。通过AMESim与RecurDyn软件对收获机行走系统进行机液联合仿真,研究底盘在直线行驶与差速转向工况时行走马达液压特性。研制了全液压驱动的跨式油茶果收获机,进行了地面直线行驶与差速转向测试,结果表明：底盘直线行驶偏移率为1.7%;直线行驶时,行走马达流量稳定在23 L/min,压力稳定在1.5 MPa;差速转向时,行走马达流量稳定在22 L/min,压力在2～12 MPa范围内波动,验证了跨式履带底盘行走液压系统的稳定性。     

履带车辆动力学建模与仿真技术概述

履带车辆动力学模型的建立是进行动力学分析、车辆参数设计、车辆结构优化不可或缺的一步。为了能够对履带车辆动力学建模和仿真方法具有明确的了解和认识,对履带车辆的地面力学模型、平稳性模型、转向动力学模型的发展历程和一些典型建模方法进行介绍。并介绍了车辆动力学常用仿真软件的使用方法和一些仿真思路,对履带车辆仿真的几项关键仿真技术进行了分析。     

履带车辆三种转向方式特性的对比分析

对中心差速、内侧降速和外侧升速3种履带车辆转向方式进行运动学和动力学分析;对3种方式下的转向半径的变化规律进行了研究;对比了3种转向方式的内外侧履带功率需求;在Matlab/Simulink中进行了仿真。运动学和动力学分析表明:在相同转向速度下,3种方式转向半径的变化率相同,但转向半径的数值不同,相比之下内侧降速式的转向半径最小。功率需求分析和仿真结果表明:内侧降速式转向的外侧履带功率需求最小,中心差速式较大,外侧升速式最大;内侧降速式转向可以实现较小的转向半径,而功率需求最低,是3种方式中最为合适的选择。     

双流传动履带车辆转向运动学模型的建立

从理论上分析了双流传动履带车辆转向运动过程,主要从运动学参数方面来探讨车辆转向.由于履带在履带车辆转向中的特殊作用,所以从履带的运动分析和车体运动分析两方面来分析车辆转向,从而建立双流传动履带车辆转向运动学模型,为进一步分析双流传动转向装置提供理论依据.