双流传动履带车辆转向机构的研究现状及发展趋势

转向机构是履带车辆的重要组成部分,转向性能是整车性能的重要评价指标,其性能的优劣直接影响着车辆的转向机动性和生产效率.因此,对性能优良的双流传动转向机构的研究一直是车辆工程领域科研工作者亟待解决的课题.为此,详细介绍了各种双流传动转向机构的优缺点,分析了新型双流传动转向机构的工作原理和国内外研究现状,提出双流传动履带车辆转向机构的发展趋势.     

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.     

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.     

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。     

履带板转向运动轨迹分析

利用动,静坐标系来研究接地履带板上任意一点在转向过程中的运动,获得履带板在地面上运动的轨迹方程,用计算机绘出了某大型履带推土机的履带板在转和过程中的运动轨迹,对其与履带式车辆转向阳阻力矩阵关系进行了分析。     

履带车辆液压机械差速转向特性分析

液压机械差速转向综合了液压传动和机械传动的优良特性,能够实现无级转向,缩小履带车辆的转向半径,进而提高其机动性。分析了履带车辆液压机械差速转向的稳态转向过程,建立了运动学和动力学模型。根据建立的数学模型,结合潍柴WP13.550型发动机和某型履带车辆,对其稳态转向过程进行了仿真分析。仿真结果表明:所匹配参数能够满足整车转向性能需求。     

基于ICR的履带车辆路径跟踪与转向控制算法研究

针对丘陵山区单边制动农用履带车辆路径跟踪精度低、控制次数多、转向偏差大等问题,本文开展不同负载条件下履带车辆路径跟踪控制研究。首先,对履带车辆的转向运动学进行理论分析,并建立履带车辆运动学模型;其次,根据履带车辆单边制动转向特性,提出一种基于瞬时旋转中心（Instantaneous center of rotation,ICR）的大角度转向控制算法,该算法能够根据规划路径的转向点位置与履带车辆转向瞬心,规划出最优的转向目标点,并控制履带车辆在该转向目标点一次性转向到所需航向,与此同时,完成转向控制器设计;最后,开展履带车辆在3种不同负载条件下的仿真试验与田间试验。仿真结果表明,大角度转向控制算法产生的跟踪路径平均误差面积与平均转向控制次数分别降低68.95%、68.77%;田间试验结果表明,大角度转向控制算法产生的跟踪路径平均横向偏差均值、平均转向控制次数与转向点处平均最小偏差分别减少57.27%、33.93%、62.29%,且路径跟踪效果更优,验证了大角度转向控制算法的有效性。试验结果满足履带车辆路径跟踪的要求,为实现农用履带车辆的路径跟踪提供理论基础与参考。     

履带车辆静液压双流驱动转向操纵机构的设计

依据液压双流驱动履带车辆的工作原理,设计了一套与传动变速箱匹配的、能够采用方向盘控制的操纵控制机构,然后在CATIA平台上对机构进行三维实体建模,并在三维模型上对该机构进行运动模拟仿真.运动模拟仿真结果表明,控制机构达到了设计的要求.     

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.     

基于滑转条件下的履带车辆原地转向特性研究

在考虑履带滑转的基础上,建立了履带车辆原地转向时的数学模型,并进行相关的运动学和动力学分析,推导出履带实际转向速度、转向角速度和滑转率的表达式均与横向偏移量S有关。列出动力学平衡方程,运用Matlab软件计算出横向偏移量S值。结果表明:在已知履带车辆结构参数λ为定值时,履带原地转向时相对应的横向偏移量S随地面参数f/μ的增大而增大;考虑履带滑转情况下的履带转向角速度是未考虑时结果的65.3%;选取不同地面参数对应的横向偏移量S在0.3～0.5之间变化时,履带车辆滑转率为30.8%～42.6%;机车主要参数已知时,对应的转向阻力矩约是传统算法下转向阻力矩的1.26倍。     

一种履带拖拉机自动导航转向控制方法

针对由于转向机制不同导致的自动导航系统无法在轮式与履带式拖拉机上通用的问题,提出了一种基于履带转速与虚拟驱动速度和虚拟转向角转换模型的控制方法。通过对轮式车辆中性转向二轮模型和履带车辆转向模型的分析,推导出履带车辆两侧履带卷绕速度与虚拟转向角和虚拟驱动速度的表达式,为自动导航驾驶系统构建完整的反馈控制。进行实车转向试验,采集数据,对提出的转换模型进行验证。结果显示,该转换模型下理论值与实际参考值具有很好的对应关系,该转向控制方法可行。      

履带式车辆斜坡匀速转向特性分析

根据履带式车辆的运动特点,运用数力学理论,分别对履带式车辆在纵向和横向坡道上的匀速转向特性进行了分析,并在此基础上着重研究了地面纵向坡度、横向坡度对履带式车辆匀速转向的影响,即重力的纵向分力、横向分力对匀速转向的影响,研究在这些外力作用下,履带式车辆的转向运动规律,从而得出履带式车辆转向的最困难条件,为进行转向牵引计算和转向机构强度设计提供根据。     

自主行驶履带车辆转向制动操纵技术研究

为实现某型履带车辆的自主驾驶,对车辆自主驾驶中的转向制动操纵技术进行了研究。根据原车转向制动装置的结构和工作原理,分析了电控气动转向制动操纵系统的设计要求,设计了电控气动转向制动操纵系统,并介绍了该系统的工作原理。运用此系统对原车进行自主化改造,并进行了实车试验,实车试验证明电控气动转向制动操纵系统能够很好地满足该型履带车辆行驶的转向、制动要求。     

履带车辆的转向控制

介绍了履带车辆由拉杆式转向操纵机构改为由方向盘控制的转向操纵机构的原理、方案和组成,试验证明该系统能很好地满足履带车辆的转向和行驶.     

履带车辆的转向控制

介绍了履带车辆由拉杆式转向操纵机构改为由方向盘控制的转向操纵机构的原理、方案和组成，试验证明该系统能很好地满足履带车辆的转向和行驶。     

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。     

视觉导航拖拉机自动转向控制系统研究

拖拉机的转向控制系统是实现自动驾驶的重要组成部分。为此,以铁牛654拖拉机为研究对象,进行了自动转向控制系统的研究,提出了基于简化的运动学模型模糊控制方法。将利用视觉传感器得到的方位偏差和侧向偏差作为控制器的输入,控制器可以根据输入实时输出相应的前轮转角。仿真和试验表明,该控制器有比较好的跟随性和响应性,可以较好地适应低速时拖拉机行驶的要求,为深入开展拖拉机的自动驾驶研究提供了有益尝试。