基于改进A^(*)算法的轮式装载机路径规划

为解决无人驾驶轮式装载机在路径规划过程中所面临的避障和频繁转向的问题,本文提出了一种改进混合A^(*)算法的解决方案。首先,通过对RS曲线曲率值的深入分析,确定了曲率值对提升路径与障碍物间距离的关系,在成本函数中引入曲率优化机制,从而实现兼顾安全距离的同时,以最优曲率完成路径规划;其次,通过调整参数改变运动基元发散范围,有效降低了规划路径中的非必要转向次数。借助ROS建立的仿真环境和Rviz的可视化功能,对改进算法进行了仿真验证。结果显示,与传统混合A^(*)算法相比,改进后的算法使得路径碰撞风险降低了49.27%,有效避免了不必要的转向,也使得规划路径长度减少了18.97%。可见,所设计算法不仅有利于提高轮式装载机的自主导航能力,而且在提升装载机安全性和工作效率方面具有理论分析及工程应用的参考价值。

基于实时运动状态分析的轮式装载机稳定性研究

为研究轮式装载机行驶稳定性,该文基于动力学模型及对系统自由度的解析,建立了反映前后铰接轮组实时运动状态的轮式装载机行驶动力学模型和轮胎模型,并进行了微分求解,分析了装载机在多种复杂路况下的运动状态、轮胎实时受力情况以及横向载荷转移率LTR。结果表明:轮式装载机在任何路况行驶时,影响行驶稳定性的主要因素为速度,LTR与速度正相关;路况越恶劣,LTR越大,斜坡弯道行驶时LTR超出安全阈值的风险越大,因此应控制行驶速度以避免发生倾翻。

基于改进动力学方程的轮式装载机行驶失稳阈值分析

为得到轮式装载机在不同路况下的运动参数失稳阈值,基于传统轮式装载机自由度的解析,建立了能反映出前、后车体的行驶轨迹变化和车身受力变化的改进行驶动力学方程;以横向载荷转移率(LTR)作为指标对轮式装载机行驶失稳主要影响因素进行了分析;最终确定了运动参数失稳阈值范围。研究结果表明:轮式装载机行驶速度和转向速度的增加、斜面坡度角和行驶转向角的增大,都会严重加剧轮式装载机发生倾翻失稳的风险;其中行驶速度和行驶转向角对行驶稳定性的影响最为严重。

多路况下轮式装载机行驶动力学研究

为了研究多路况下轮式装载机的行驶动力学特性,提出轮式装载机行驶动力学评价方法,建立轮式装载机与路面耦合的动力学模型,仿真模拟得到了轮式装载机在F级对称和非对称路面上空载低速、空载高速、满载低速、满载高速行驶工况下轮心和铲斗处的横向、行驶方向和垂直方向上的加速度值。结果表明:轮式装载机在多路况下垂直方向上的振动是行驶动力学性能最大的影响因素。这种基于ADAMS软件的装载机行驶动力学仿真模拟试验,为轮式装载机行驶动力学的优化与改进提供了一种新颖、有效的方法。

L-2350轮式装载机液压系统的故障分析

为了减少L-2350轮式装载机在露天煤矿开采作业中经常出现升降和铲掘动作慢的故障,分析了L-2350轮式装载机在升降和铲掘液压系统系统设计方面存在的问题,尤其夏季天气炎热地表温度太高,大大影响设备的工作率。结果表明:及时诊断故障的发生点,运用合理的方法进行快速的处理维修,减轻了检修人员的工作量,提升了设备的工作效率,增加了液压油缸的使用期限,更好地维护了设备,尤其是减少了雨雪天气对露天矿生产影响,为露天矿节约了成本。

隧道施工用轮式装载机减振方法与维修保养方法

振动不仅降低操作人员的舒适感,而且还会对设备内部其他各个部件造成破坏,影响整个装载机的使用寿命,不利于隧道工程施工。基于此,对轮式装载机结构进行简单介绍,阐述轮式装载机减振方法与维修保养方法,以此为提升轮式装载机的性能提供支持。

铰接轮式装载机倾翻载荷的计算方法研究

倾翻载荷是轮式装载机的一项重要参数指标,面对轮式装载机产品订单的多样性,如何在产品总体设计时准确的计算倾翻载荷,是产品设计师关心的重要问题。本文基于轮式装载机对直和全转向两种工作状态,构建力学模型,推导出对直倾翻载荷和全转向倾翻载荷计算公式,分析了轮式装载机零部件等效重量和等效质心的估算方法,确立了轮式装载机倾翻载荷的计算方法,并提出了不同臂以及不同斗的倾翻载荷计算方法。结果表明,此种倾翻载荷的计算方法是可行的,可以为后续设计者提供设计参考。

轮式装载机传动系载荷谱编制方法研究

为指导轮式装载机可靠性设计,提出一种轮式装载机传动系载荷谱编制方法。采用"五段法"测试了轮式装载机传动系载荷时间历程信号;通过频谱分析,确定载荷信号频率不超过1Hz的特征;按照"空载运行-铲掘装载-满载运行-卸载"四段的循环特征,对信号进行分割与合并,完成信号的平稳处理;通过雨流计数与工况合成法,获得载荷均值符合正态分布、幅值符合威布尔分布的特征,完成载荷幅值极值的统计推断;根据波动中心法,编制出了轮式装载机传动系各部件的八级载荷谱与程序加载谱。研究表明,轮式装载机传动系载荷信号可依特征分四段平稳处理,且具有显著的概率分布特征,编制的载荷谱符合装载机真实工况。

轮式装载机驱动桥疲劳试验及其疲劳可靠性评估

为了对轮式装载机驱动桥进行抗疲劳设计和疲劳可靠性评估,在获得ZL50G轮式装载机驱动桥输入轴实际工作扭矩载荷谱和转速统计的基础上,对驱动桥扭矩载荷谱进行了等效疲劳强化处理和正反转加载疲劳试验,并对驱动桥进行了极小子样疲劳可靠性评估.结果表明:驱动桥疲劳破坏主要发生在主减速器螺旋锥齿轮处,螺旋锥齿轮以弯曲疲劳破坏形式为主;轮边行星齿轮以接触疲劳破坏形式为主.在给定工作寿命的条件下,基于疲劳寿命试验结果的极小子样疲劳可靠性评估,获得了驱动桥工作时间与可靠度的关系曲线.

利用三参数自动换挡策略的轮式装载机传动系建模与遗传算法优化

将液压系统负载的分流系数作为动态参数引入换挡策略,提出了以油门开度、车速、液压系统负载分流系数为控制参数的装载机三参数自动换挡策略,避免了传统换挡策略将液压系统负载作为常值而产生的不良换挡行为。建立了传动系动力学仿真模型,通过分析油耗特性和传动系载荷信号验证了仿真模型的合理性。在此基础上构建了基于遗传算法的传动性能优化模型,结果表明:利用本文建立的仿真模型和三参数换挡曲面得到的优化解可以使传动系在满足动力性能要求的情况下燃油消耗更低。

轮式装载机模糊换档策略

利用模糊技术对“两参数换档规律”加以修正，并通过总结轮式装载机的换档规律与模糊技术相结合得到模糊换档策略，它能够有效地避免“循环换档”、“滞后换档”等问题。

间距对轮式装载机冷却组性能影响的风洞试验

为了研究换热器间距对冷却组性能的影响,将某轮式装载机后置冷却组放在风洞试验台上进行测试.该冷却组由中冷器、液压油冷却器、水散热器和变矩器油冷器组成,分成三排布置.通过改变换热器排与排之间的距离进行测试.研究结果表明,冷却单元的间距对冷却组的性能有着积极的影响.与间距10 mm相比,冷却空气风速在1.8-10.0 m.s-1下,间距100 mm时冷却组换热能力提高3.1%-7.4%,压降降低1.8%-7.4%;间距200 mm时冷却组换热能力提高5.1%-10.9%,压降降低8.1%-20.5%.在空间允许的前提下,适当增大冷却组换热单元的间距,不但可以提高冷却组的散热能力,而且有利于节能.

轮式装载机永磁同步电机驱动系统的参数匹配

为了把某载重质量为1.5t的轮式装载机的液力机械传动系统改造为轮边独立驱动的电力驱动系统,依据该型车辆的动力性能参数,对电力驱动系统进行了合理的匹配计算,包括功率匹配、速度匹配和转矩匹配。利用永磁同步电机的实验外特性曲线,采用转矩分配的整车控制策略,并结合仿真软件MATLAB/Simulink对轮式装载机进行了建模仿真。通过对轮式装载机在各种工况下驱动性能的分析和实验测试,验证了匹配理论的合理性和整车控制策略的可行性。

XG958轮式装载机车架等强度优化设计

为了降低车架在危险工况的应力,提高车架材料的效能并减轻车架的重量,采用有限元方法分析了各种工况下XG958轮式装载机车架的应力分布.根据分析结果对车架结构进行了改进,采用模糊优化方法,以前后车架总重量为目标函数,车架每块钢板上的最大应力为约束条件,对车架结构进行了等强度优化,并对优化前后车架的应力分布情况进行了比较.结果表明,车架结构经过改进及优化后最大应力值下降了112 MPa,重量减轻了96 kg,应力分布也较优化前均匀.

轮式装载机工作机构动力学分析的有限元建模

运用等效单元思想,结合有限元方法,推导出轮式装载机工作机构的等效伪质量矩阵和等效力系表达式,并根据动力学普遍方程,建立系统的动力学非线性微分方程,求解采用降阶的四阶Runge—Kutta方法。建模过程简单,提高了建模的效率。所建方程反映了系统各个构件的运动关系,为轮式装载机工作机构的动力学分析提供了一种有效的建模方法。

基于AMESim与ADAMS的轮式装载机联合仿真

轮式装载机包含紧密耦合的液压系统和执行机构,很难在单一的软件平台中准确实现其动力学仿真。建立了装载机AMESim液压系统模型及ADAMS虚拟样机模型,利用上述两个软件进行联合仿真,使液压系统和机械系统可以实时交互作用。最后,将联合仿真结果与仅使用ADAMS进行的动力学仿真结果进行了比较,证明联合仿真结果是合理的。

基于AMESim的轮式装载机全液压驱动系统建模与分析

对比介绍了传统型负载敏感系统和电液流量匹配控制系统的各自特点。为了提高轮式装载机的节能性和整体控制性能,采用了基于电控闭环反馈对电比例泵和主控阀实行同步控制的电液流量匹配控制系统。同时,利用模块建模的方法将传统意义上的机液行走机构改换为全液压行走驱动,省去含液力变矩器和变速器构成的"双变"系统,简化了底盘结构,提高了整机的灵活性。建立了基于AMESim的轮式装载机全液压驱动仿真模型,为电液流量匹配控制系统在轮式全液压驱动装载机上的设计和应用提供了参考。

基于动态横向转移载荷的轮式装载机侧倾稳定性研究

为研究轮式装载机动态侧倾稳定性,在考虑车身侧倾和动臂俯仰的基础上,构建基于拉格朗日法和包含动坐标系的轮式装载机十自由度侧倾动力学模型,求解出非平稳路面与发动机耦合激励下的侧倾响应,推导出表征侧倾稳定性的动态横向转移载荷方程,并分析了横向坡度角、动臂结构参数和转弯速度变化对侧倾角与动态横向转移载荷的影响趋势。结果表明:车身侧倾角和动态横向转移载荷随横向坡度角、动臂质量和举升角以及转弯速度的增加而不断增大,但横向坡度角和动臂举升角对侧倾稳定性的影响灵敏度较高;当车身侧倾角超过临界横向坡度角时,两侧车轮垂向载荷发生完全动态横向转移,使一侧车轮产生离地现象进而导致侧倾;上述模型和动态横向载荷转移表征方法可为后续的性能优化提供研究方法和理论基础。

轮式装载机行驶中振动对物料完整性的影响

以轮式装载机为研究对象,对其行驶中铲斗振动对物料完整性的影响进行了研究。首先通过简化分析建立了铲斗振动的数学模型和动态方程,求出其振动响应;然后通过分析铲斗振动的最大加速度,找出了影响物料完整性的各因素;最后基于MATLAB对ZL45型轮式装载机的物料完整性进行了仿真分析。结果表明,绕质心的转动惯量小,且较小弹性系数的低压比宽式专用轮胎等因素,有利于保持物料的完整性。

基于AMESim的轮式装载机工作装置建模与仿真研究

通过对某款国产轮式装载机工作装置结构与作业过程的分析,利用仿真软件AMESim建立相应的机液耦合模型并进行动态仿真,得出装载机典型作业过程中系统压力、流量等参数的变化情况。在此基础上设计了新工作装置负载敏感液压系统,并对该负载敏感系统进行仿真研究。研究表明:与原系统相比,负载敏感系统能够更好地适应装载机复杂工况需求,具有良好的节能效果和操作特性。此外该研究方法对于类似机液耦合机构的设计、分析与优化具有一定的参考价值。