全轮转向移动底盘设计及运动控制研究

为实现轮式移动机器人灵活运动的同时提升其环境适应能力,本文提出一种移动底盘结构,采用双功率差速系统实现不同模式动力的分配;采用特殊结构完成四轮独立转向,使底盘转向更加轻松,并实现了转向过程的纯滚动;采用平衡摇臂调整机构来调整底盘摆臂与本体的运动,利用摆臂转动来实现对起伏路面的自适应,加强了底盘的越障能力;分析了移动底盘原理,据此设计对应控制策略,在此基础上加入偏差耦合控制模块,提高多电机转向时的同步协调性能,利用MATLAB仿真验证了控制模块所起到的作用,并对实验样机及控制系统进行了搭建与测试。测试结果表明,本文所提出的结构原理正确可行,底盘越障能力较强,在野外环境也有很强的适应能力。

基于Recurdyn的智能移动底盘建模与爬坡过程仿真

介绍了针对丘陵山地耕作环境设计的一款新型弓腰式智能移动底盘的履带式驱动组件。对底盘爬坡过程和爬坡性能进行分析,并从理论上计算了该底盘正常工作的坡度角。按实际数据算出的、底盘能安全通过的最大坡度角为34.41°。利用Recurdyn软件的低速履带模块(Track-LM),对新型弓腰式智能移动底盘进行建模和爬坡过程仿真,通过改变坡度角和车速,得到了底盘爬坡过程中驱动扭矩的变化规律。爬坡过程仿真和底盘测试结果表明,该底盘以低速档(0.965 km/h)和高速档(2.552 km/h)行驶,均可顺利通过符合设计要求的有坡度路段。

基于微控制器的模糊控制算法实现

为了在微控制器中实现模糊控制算法,在Matlab/Simulink环境中建立了自动洗衣机的模糊控制系统。基于该模糊控制系统,首先建立数据提取模型,并通过M文件编写算法,提取数据,得到了二维数组;然后建立RTW(Real-Time Workshop)自动代码生成模型,并将所得二维数组导入模型的2-D Lookup Table模块,利用Matlab软件的RTW功能生成自动代码,分析代码中的二维查表插值算法;最后,将该算法写入微控制器,并进行了试验验证。结果表明,微控制器的运行结果与模型的离线仿真结果基本一致,所设计模糊控制器能够满足控制的实时性和精度要求。

基于温差发电的汽车尾气能量回收研究

为了对汽车尾气中的高温能量进行回收利用,将设计的温差发电装置安装于汽车排气系统中,分别对相同挡位不同车速、不同挡位不同车速等条件下温差发电器两端温度的变化情况进行了试验。试验结果表明,由于车辆底部零部件的存在以及车辆外形的影响使得温差发电器表面风速只有实际车速的40%左右;当车辆挡位相同时,温差发电器两端的温差会随着车速的升高而升高;相同车速不同挡位时,由于挡位的提升增加了排气温度,使得挡位越高两端温差越大。该研究对于实际温差发电器的设计有一定的指导意义。

移动式垃圾压缩站液压系统设计

随着城市生活垃圾清理量的不断增加,移动式垃圾压缩站以其可以有效的减少垃圾体积和运输次数的优势,因此日益受到关注,其中液压系统是最重要的组成部分,它直接决定着压缩站的垃圾处理效率,为此对其液压系统进行了设计。在分析压缩站工作原理的基础上,首先对液压系统的总体结构进行了设计,然后分别对液压缸、液压泵及其他部件等进行了设计,应用AMESim软件建立了地埋式垃圾压缩站的仿真分析模型,通过仿真分析验证了该液压系统设计的合理可靠,最后经实机测试所设计的液压系统能够完成垃圾收集与压缩等操作,满足了设计要求。

冷却方式对发动机冷却系统温差发电器的影响

温差发电系统最重要的前提是有足够大的温差,为此通过建立基于温差发电的发动机冷却系统能量模拟回收系统,研究了冷却方式对温差发电器两端温差的影响。研究结果表明:在大循环开启之前,温差发电器两端温度基本一致,当开启大循环后,两端温度迅速升高,由于集热器材料存在热阻使得冷却水和热端之间存在温差,温差发电器本身能够导热使得两端的温差较低;采用强制风冷可以显著提高温差发电器两端温差,相比于侧面冷却,正面冷却方式更具有优势,但是只能冷却一面;采用热管连接冷端和散热片的方式能够进一步降低冷端温度,提高温差发电器两端温差。可见,冷却方式对于能量回收系统的温差有着较大的影响。

LNG冷能回收模拟试验台设计与开发

针对液化天然气发动机所特有的冷能进行回收利用,可以提高发动机的热效率,为了能够对其能量回收系统进行模拟开发了一冷能回收模拟试验台。通过分别设计测量显示系统、温差发电器、冷却模拟系统和LNG气化模拟系统,实现了能量的回收,然后基于该实验台进行了试验研究,研究结果显示,由于温差发电器尺寸较小使得冷端和热端温差不会太大;通过提高液化天然气的流量,可以降低冷端的温度,进而提升温差发电器两端温差,提高温差发电器输出电压。

地埋式垃圾压缩站液压系统设计

随着城市垃圾的不断增加,垃圾清运设备变得不可或缺,埋地式垃圾压缩站可以有效的减少垃圾体积和运输次数,因此日益受到关注,其中液压系统是最重要的组成部分,它直接决定着压缩站的垃圾处理效率,为此对其液压系统进行了设计。在分析埋地式垃圾压缩站工作原理的基础上,首先对液压系统的总体结构进行了设计,然后分别对液压缸、液压泵站等系统进行了设计,应用AMESim软件建立了地埋式垃圾压缩站的仿真分析模型,通过仿真分析验证了该液压系统设计的合理可靠,最后通过实机测试,验证了所设计的液压系统能够完成垃圾压缩和垃圾箱上车等操作,达到了预期目标。

电喷发动机燃油喷射展示系统的设计与开发

在日常教学中,以当前主流的电控燃油喷射发动机为主介绍其相关原理与结构,但是现有的教学设备存在一定的局限。因此,设计开发了一款电喷发动机燃油喷射展示系统。该系统基于单片机系统开发,发动机转速采用定时电路模拟,同时方波信号也用于上止点位置的确定,进气流量传感器、节气门位置和温度传感器采用线性电位计表示。以上述信号为基础,开发了相应的信号处理电路,完成了器件的选型,并开发了对应的软件,实现了喷油过程的控制。实验表明,该系统可实现根据外部传感器信息的变化改变喷油量,达到了预期设计目的。

地埋式垃圾压缩站遥控系统设计

随着城市垃圾收集量的日益增多,垃圾收集处理设备变得必不可少,其中地埋式垃圾压缩站可以有效的减少垃圾体积和运输次数,应用越来越广泛,为了使其操作更加便利,本文设计了一遥控系统。系统基于AT89S51单片机作为主控制系统,PT2262/2272芯片作为遥控模块进行了设计,通过对控制系统的硬件和软件两个方面进行设计,实现了控制系统的设计。并通过实机对其进行了验证,调试结果表明,所设计的控制系统能正常工作,达到了预期设计目标。

新型弓腰式移动底盘的设计及通过性分析

针对狭窄的丘陵山地耕作环境,设计了一种新型弓腰式移动底盘。该底盘的履带驱动装置能够被动自适应地形变化,亦能主动调整履带与地面的接触角度,提高履带的附着性能。首先,阐述了该移动底盘的机构设计和传动原理。其次,探究了履带在松软路面上行驶时土壤阻力和附着力大小的影响因素,分析了姿态变化与越障高度的关系,得到了该底盘在弓腰姿态时能够达到的最大越障垂直高度为241.53 mm。再次,通过纵向爬坡稳定性分析和折腰转向过程的几何分析,计算出最大爬坡度为41.23°、最小转向半径为1.297 m。最后,通过越障和机动性能试验验证了理论分析的可靠性。结果表明,所设计的底盘改变姿态后越障性能提高,具有较好的纵坡稳定性和灵活的机动性,能够满足复杂耕作环境中的作业需求,在农业、林业等领域具有广阔的应用前景。