四轮独立驱动系统与驱动模式仿真研究

为提高四轮独立驱动系统的驱动力应用效率,提高特种车辆的控制能力、动力性和稳定性,开展了四轮驱动力分配模式的研究。根据实体车辆结构搭建了四轮独立驱动平台物理模型,基于ADAMS软件搭建了虚拟样机模型;通过3种驱动力分配模式下车辆在平直路面匀速行驶状态下的动力学仿真,分析了等转矩和等状态两种驱动力分配模式下的车辆运行状态;以及在车轮不同转矩模式下车辆运动情况。仿真结果表明,驱动转矩的分配比例与质心位置有关,等状态模式在车辆正常行驶情况下性能较好;当左右车辆驱动转矩不同时,车辆跑偏程度主要取决于左右两侧驱动力的差值。     

按许用传动角综合单曲柄双摇杆式翻板机驱动机构

单曲柄双摇杆式翻板机驱动机构,实为两套共驱动轴的正置式曲柄摇杆机构,但两曲柄具有一相位差.在分析驱动机构工作原理的基础上,给出了其综合问题的准确表述,即:已知机架长度和摇杆摆角,按许用传动角综合正置式曲柄摇杆机构.推导出这类机构最小传动角与杆长及摇杆摆角之间的解析关系,分析最小传动角接近其上确界时的杆长及最大杆长比变化趋势,进而建立了按许用传动角综合正置式曲柄摇杆机构的解析法.给出了翻板机驱动机构综合实例,性能参数分析结果验证了综合方法的正确性和可行性.     

电影乐园乘骑系统交通控制建模与仿真研究

电影主题乐园内的乘骑系统具有运行过程中车辆状态复杂多变的特点,乘骑车辆的运行安全性要求较高。为了在设计初期完整逼真地模拟乘骑系统运行的全过程,并优化影响乘骑系统性能的关键参数,开发了基于Flexsim的电影乐园乘骑系统交通控制可视化仿真平台。该可视化仿真平台以电影乐园乘骑交通控制模型为基础,利用Flexsim软件在离散事件系统建模方面的优势,能直观地展示电影乐园乘骑系统运行的全貌及细节,并统计分析乘骑系统的运行参数。该仿真平台不仅能满足交互仿真的需求,而且能实现乘骑系统参数优化,因而可作为电影乐园乘骑系统前期设计的基础工具。     

基于万向轮的AGV原地转向阻力研究

目前国内对于AGV的驱动力匹配中,通常只考虑了行径上的阻力以及爬坡、起步加速所额外需要的驱动力。在安装有万向轮的AGV计算中,很少有考虑万向轮转向阻力矩给驱动电机所带来的额外负载。由于忽略该因素的影响,AGV在大负荷下原地转向时,通常会出现转向性能不好,甚至有转向时驱动电机过载而停止工作的现象。为提高各轮系布局的原地转向性能,给AGV底盘轮系结构提供设计的优化理论,本文通过构建AGV的转向动力模型并分析各关键因素对转向阻力的影响敏感度,从而得到提高底盘原地转向能力的优化方向。     

新型省力踏步自行车的创新设计与制作

新型省力踏步自行车是把传统自行车驱动系统中左右两个360°回转的曲柄改为(0~120)°范围内摆动的摇杆,而且传统自行车的左右两个曲柄成180°固定分布,而本自行车左右两个摇杆在(0~120)°范围内呈任意角度分布。作品特点是:(1)将摇杆限制在人力做功效率最高的范围内摆动,骑行更省力;(2)爬坡能力得到更大的提高,路面适应性更强;(3)通过缓冲弹簧、钢丝绳和滑轮组的作用,摇杆可以自行复位;(4)具有绿色、环保、健身等功效。     

土方机械驱动动力学控制技术的研究

最大牵引力是土方机械设计的主要参数之一,其取决于对土方机械行走系统的滑转率的控制.滑转率在0.05～0.30时,可使土方机械的驱动力达到最佳.通过土方作业车辆的行驶理论,运用数学算法和计算机技术,论述了一种用于土方机械的最大牵引力驱动控制的新技术.通过使用该项技术,可使土方机械在恶劣的作业场地下,产生最佳的驱动力,发挥最大的生产率.     

基于ADAMS的导杆摇杆滑块冲压机构的优化设计

为了提高冲压机构的设计质量,缩短和减少设计的周期和成本,针对导杆摇杆滑块冲压机构进行优化设计。通过对导杆摇杆滑块冲压机构工作原理的分析,建立了冲压机构的数学模型并确定了设计变量。利用ADAMS软件对该机构进行了参数化建模和运动仿真,然后以压力角最小和驱动力矩最小为优化目标对机构进行了优化设计,最终确定了影响压力角和驱动力矩的主要设计变量的参数。优化后的结果表明,冲压机构的压力角经过优化后减小了91.5%;驱动力矩减小了53.3%,优化效果明显。     

横摆力矩滑模控制的轮边驱动电动汽车稳定性分析

为了提高轮边驱动电动汽车行驶的稳定性,提出横摆力矩滑模控制的稳定性控制策略,采用层次化结构的稳定性控制器。针对极限工况下车辆的状态估计误差偏大,基于无迹卡尔曼滤波(UKF)理论设计了适用于轮边驱动电动汽车的状态估计方法,根据UKF估计的车辆状态计算,设计滑模运动控制器计算所需的横摆力矩。考虑到转矩分配时的实际约束条件,设计了控制分配器,采用二次规划方法优化分配各轮上的驱动/制动扭矩。仿真结果表明:该稳定性控制器能够快速施加驱动力或制动力,及时、准确地控制车辆的横摆角速度和质心侧偏角,提高车辆的操纵稳定性。     

硬路面干沙层对车辆附着性能的影响

沙尘暴发生时,沙漠公路的硬性路面往往会被沙层覆盖,导致轮胎表面不能与水泥或沥青表面相接触,使轮式车辆的附着系数由橡胶与路面的滑动磨擦系数,变为由轮胎、沙层、路面三者间相互作用形成的附着系数.笔者通过理论分析,得出了车辆在沙漠公路路面上行驶时驱动力与滑转率之间的关系.分析表明:只要存在干沙覆盖层,就存在轮胎相对于路面的滑转率,滑转率的增大进而影响到车辆驱动力的发挥.并提出了解决此问题的方法.     

拉伸弹簧挂钩螺柱的改进

JD23-63A压力机在生产操作过程中,其离合器端盖内常出现不正常的撞击声,严重时,端盖也会损坏。拆卸检查时发现:在摇杆的端面上装有悬挂拉伸弹簧的挂钩螺柱,增加了摇杆的轴向尺寸。当离合器在频繁地离合动作时,其摇杆部件的振动比较大,使摇杆     

基于有限元分析的AMT选换档摇臂设计

在分析了目标车选换档摇臂受力情况的基础上，运用有限元分析软件ANSYS11．0完成了其应力分析，为结构改进和最终设计提供参考，并完成了选换档摇臂的三维实体建模和选换档机构的虚拟装配设计。     

掘进机截割臂自适应截割控制策略研究

针对井下掘进机截割智能化程度低、截割臂摆速不能根据煤岩硬度进行自适应调节的问题,提出了一种基于多传感器信息的掘进机截割臂自适应截割控制策略。以截割电机电流、截割臂驱动油缸压力、截割臂振动加速度作为煤岩截割载荷识别依据,采用径向基函数神经网络设计了截割载荷信号识别器,为截割臂摆速调控提供准确依据;针对复杂且具有时变性的截割臂摆速调控系统,设计了基于遗传算法优化的模糊PID智能控制器,实现对截割臂摆速的高效调控。建立了掘进机截割臂数学模型,在MATLAB/Simulink中搭建了截割臂自适应截割仿真控制系统,仿真结果表明,控制系统具有较快响应速度及较高控制精度。基于贝加莱Automation Studio软件搭建掘进机机载自适应截割控制系统,在石家庄煤矿机械有限公司模拟巷道中采用EBZ135型掘进机进行了模拟截割实验,实验结果表明,所提出的控制策略能够根据截割载荷变化实现对截割臂摆速的高效自适应调控。     

轮式移动仿人机器人的动力学建模与分析

利用高效迭代牛顿-欧拉方法对一个21自由度的轮式移动仿人机器人进行了整体动力学建模,该模型虽然维数较高,但消除了分块建模中需要对模块之间相互作用力进行建模的难点问题,并且由于机器人双臂的对称结构,当合理规划双臂运动时,动力学模型将得到部分简化。本文还对某关节运动时在各个关节所产生的力或力矩进行了仿真分析。解析及仿真结果表明,合理规划上臂各关节的协调运动,将极大地削弱车体及腰部各关节所受的力或力矩扰动,为基于动力学的机器人运动控制以及稳定性分析提供理论依据。     

基于热力学性能的形状记忆合金驱动器多目标优化

提出了一种可应用于微小型水下机器人摆动关节的形状记忆合金差动驱动方法及其实验装置。分析了形状记忆合金差动驱动的摆动关节运动机理;针对不同结构参数的形状记忆合金驱动器在不同驱动条件和外界环境下的热力学性能,对形状记忆合金驱动器的响应能力、驱动力及能耗展开实验研究和分析;采用多目标优化设计理论和算法,对形状记忆合金差动驱动器的综合热力学性能进行了优化,得到了满足使用条件的形状记忆合金驱动器最优结构参数和与之匹配的控制量。     

基于状态重构的铁路门式起重机状态反馈力控制吊重防摇系统的设计

为防止集装箱在目标位置和期望时间时摇摆,通过建立工程实用的起重机小车集装箱系统动力学方程,采用全状态反馈控制起重机小车驱动力从而控制状态变量。为了解决工程实际中摆角和摆角角速度难以测量的问题,设计了状态观测器,通过唯一测得的小车位置信息重构系统状态变量获得状态变量估计信息。用类似二阶系统性能分析方法推导出反馈控制器的调节参数公式和状态观测器的增益参数公式。仿真结果表明：状态观测器在0．6s时可以消除重构误差,重构精度高,观测过程明显较反馈调节过程快;状态反馈控制方法可行;摆角和小车位置等状态变量均有期望的动态响应,达到了集装箱防摇控制的目的。     

转向工况下的混合动力汽车电子差速控制技术

混合动力汽车在转向过程中易受轮胎垂向载荷、侧向力等因素的影响,为保证其稳定行驶,提出了基于改进相对滑移率的混合动力汽车电子差速控制技术。考虑车辆驾驶时轮胎垂向载荷、侧向力和侧偏角等因素,运用刚体运动原理构建混合动力汽车动力学模型;以车外某点为圆心,通过阿克曼理论计算前轴内外车轮转向角,参考汽车质心速率推算内外车轮转向工况下行驶速度,明确双驱动轮转速;推算内外侧转速和驱动轮距真实转速的耦合关系,将相对滑移率拟作差速控制参数,计算车辆系统性能指标,利用线性二次模型推导差速控制规律,以系统性能指标最小为目标,构建车辆系统最佳差速控制器。结果表明,所提技术能将电子差速滑转率控制在极低水平,降低了车辆的打滑概率,显著提升了车辆驾驶安全性。     

悬吊式被动手腕机械手

介绍悬吊式被动手腕机构手的设计计算方法。这种机械手利用手指的驱动力与被抓取物体的反作用力，使腕部具有被动柔顺功能，能有效地补偿机械手运载装置的定位误差。     

混凝土泵摆动液压系统性能分析及优化

摆动系统是混凝土泵送机械的核心单元之一，用于驱动分配阀的快速摆动。针对目前混凝土泵摆动慢、动作不到位、摆动冲击大等问题，通过运用理论和仿真分析，对摆动液压系统进行优化，有效降低压力损失，提高摆动驱动力，实现快速摆动；同时，针对快速摆动过程中的系统冲击问题，对摆动缓冲结构进行了分析和优化。结果表明，摆动系统压损降低28.5%,摆动速度提升20.8%,摆动冲击降低17.5%,各项性能相比原系统显著提升。     

复杂动态路面的电动轮附着状态识别与稳定控制策略研究

复杂动态路面条件下的轮胎-路面附着稳定性识别与控制对电驱动车辆的安全行驶具有重要意义,但目前仍缺少有效的分析和判定方法。针对复杂动态路面切换的情形,从驱动力-附着力传递特性的角度,分析了路面切换过程中力传递因子的动态行为,提出了基于力传递因子的附着状态识别方法,分析讨论了路面切换后的车辆稳定控制策略。基于CarSim联合仿真对比验证了基于电气参数的力传递因子估计方法的正确性与有效性,结果表明利用力传递因子可以检测出路面附着特性的变化;采用降转矩稳定性控制策略,提高了车辆在路面附着特性变化时的附着稳定性。研究结果对提升电动车辆在复杂路面附着情形的安全性具有重要意义。     

水下大臂展机械手动力学建模与仿真分析

面向水下环境大范围精细作业需求,对水下大臂展机械手系统进行动力学建模和关节驱动力矩求解分析。首先,基于D-H理论对水下大臂展机械手进行正、逆运动学分析,求解各连杆速度与加速度;然后,构建水下大臂展机械手的动力学模型,使用莫里森公式和D-H理论完善动力学模型中的水动力项,采用拉格朗日法求解整机的净浮力、惯性力、离心力、科氏力与末端负载力项,得出各关节所需驱动力矩和关节角、环境水流速度以及末端负载之间的函数关系;最后,针对具体作业场景,得出环境水流速度、目标负载转运下机械手各关节所需驱动力矩,为水下大臂展机械手设计提供理论支撑。