地面机动平台可重构轮履复合推进机构研究现状与展望

可重构轮履复合推进机构兼具轮式推进机构的快速性和履带推进机构的通过性,是提高地面机动平台在极端地形上综合性能的关键技术,在各类机器人和特种车辆上都得到了一定应用.文中在系统调研国内外相关文献的基础上,按轮履构型重构互换原理对推进机构进行分类,着重对比分析了不同构型的结构特点和应用场景,指出了可重构轮履复合推进机构的主要技术难点和发展前景.

免耕播种机地轮摩擦力与滑移率试验研究

针对免耕播种机地轮摩擦力不足、滑移率偏大,造成漏播、空穴等问题,文章以秸秆覆盖量为试验因素,地轮摩擦力和滑移率为试验指标,对比六种地轮(平板、直齿、斜齿、"V"齿、钩齿、鼠笼形)试验效果。结果表明,秸秆覆盖量0~400 g·m^(-2)时,钩齿地轮防滑效果最好,秸秆覆盖量400~800 g·m^(-2)时,"V"齿地轮防滑效果最好。对比选取防滑效果最佳"V"齿地轮,通过二次回归正交旋转组合试验优化"V"齿地轮相关参数(防滑齿齿数、防滑齿齿高、垂直载荷)。结果表明,各参数影响摩擦力和滑移率主次顺序为垂直载荷>防滑齿齿高>防滑齿齿数;当齿数为20、齿高为36 mm、载荷为457 N时摩擦力最大且滑移率最小。为免耕播种机地轮选择与设计提供参考,对改善免耕播种机性能、研制高质量免耕播种机具有参考价值。

免耕播种机行星啮合式防滑地轮设计与试验

免耕播种机地轮滑移造成排种器漏播,影响播种质量。为此提出了一种行星啮合式防滑地轮机构。在对其进行结构与受力分析的基础上,研究了影响地轮性能的因素。对不同型式的地轮在已耕和免耕土壤中进行对比试验表明,行星啮合式防滑工作稳定且具有较小的滑移率。

行星啮合式防滑地轮结构参数的优化及性能试验

针对免耕播种机地轮滑移率大造成漏播,影响播种质量的问题,该文提出了一种新型的行星啮合式防滑地轮机构,并通过试验对其进行了结构参数优化。以地轮直径、地轮宽度、垂直载荷、防滑齿伸出长度作为试验影响因素,地轮滑移率为响应指标,运用二次回归旋转正交安排试验,建立了滑移率与各影响因素之间回归数学模型。通过Dedign-Expert7.1软件对试验参数进行优化,确定地轮直径626mm、地轮宽度为112mm、轮垂直载荷214kg、防滑齿伸出长度28mm为最佳参数组合,此时滑移率为0.45%,对优化结果进行验证试验。试验结果表明,机具前进速度为6～8km/h,滑移率平均值为0.497%。该研究为免耕播种机的设计提供技术支持。

堆肥抛撒机的研制

为解决堆肥机械化施肥问题,研究设计地轮驱动输肥、片式双螺旋破碎抛撒施肥装置。利用ANSYS Workbench对螺旋刀轴进行有限元模态分析,确定固有频率对螺旋刀轴影响;运用Matlab仿真地轮驱动输肥模型,分析运动阻力转矩与垂直载荷转矩关系以及地轮驱动输肥原理。应用Catia软件仿真该装置结构参数等,获得作为样机设计依据结构参数及相应运转工艺参数,制作工程样机并验证,试验过程中输肥与抛撒配合良好,达到堆肥撒施要求。研究可为适合堆肥施用特点的抛撒施肥机具研发提供借鉴。

适应不平地面的Mecanum四轮全方位小车结构及运动学模型

为了在存在局部不平地面条件下应用Mecanum四轮全方位小车,总结出实际楼宇环境下存在的四类不平地面类型,分析给出对应于四种不平地面条件下Mecanum轮与地面的四种接触状态;针对四类接触状态,提出一种新的适应不平地面的Mecanum四轮全方位小车结构;用矢量及坐标变换方法解析了这种小车结构在不平地面条件下的运动学特性,分析给出了该小车的运动学条件及其适用范围;得出了该四轮小车在不平地面上运行的六维运动学模型。

基于BP神经网络的播种机地轮滑移率预测

免耕播种机地轮滑移造成排种器漏播影响播种质量。为解决此问题,提出了一种新型的行星啮合式防滑地轮机构。选取影响地轮工作性能的因素进行地轮滑移试验,得到81组试验结果,选取其中的60组进行样本训练,并对剩下的21组结果对训练好的网络进行预测,其中D,b,G为输入层,η为输出层,网络结构为3-11-1的3层网络。预测结果表明,预测值与试验值误差较小,为地轮结构参数的优化提供了依据。

交错轴摩擦轮传动原理及其在移动小车运动分析中的应用

分析了交错轴摩擦轮机构传动的基本原理,解析了交错轴摩擦轮机构特例--轮地交错轴摩擦轮传动动力学参数的理论关系和设计计算方法,建立了摩擦轮轴向移动方向的判定方法,并利用ADAMS对不同加载条件下轮地交错轴摩擦轮传动关系模型进行了仿真;在此基础上,应用轮地交错轴摩擦轮传动原理分析了基于Mecanum轮的全方位移动小车的运动关系。研究表明,轮地交错轴摩擦轮传动动力学参数的理论设计计算方法准确,传动有效时,摩擦轮与地接触点的静摩擦力与轮轴线的夹角取决于所加载的载荷,接触点静摩擦力与所加载荷能自适应平衡,摩擦轮轮心的移动速度和沿轮轴向移动速度及支撑轴驱动速度之间的关系不受外载的影响,摩擦轮轮心速度和其沿支撑轴的移动速度与其支撑轴的移动速度之间构成直角三角形关系,摩擦轮的两个速度分别是支撑轴移动速度的余弦和正弦;Mecanum轮的腰鼓形辊子与地面形成的传动关系属于交错轴摩擦轮传动,运用轮地交错轴摩擦轮传动的运动关系理论分析Mecanum轮全方位移动小车的运动可行。

汽车悬架动载性能检测与理论分析

本文介绍了表征汽车路面附着性的车轮接地性指数的定义、测量方法和测量设备以及在欧洲通用的评价准则,给出了车轮接地性指数的解析表达式。利用汽车的 1/4振动模型,通过计算机数字仿真,分析了汽车簧上质量与簧下质量的比值、减振器效能的损失、轮胎刚度和汽车载荷等对车轮接地性指数的影响。

砂轮不平衡量对磨削表面波纹度的影响

建立了一种新的由砂轮不平衡量引起工件及砂轮主轴系统振动的力学模型。在对磨削表面波纹度产生机理进行分析的基础上，采用砂轮在线液体平衡技术，就砂轮不平衡量对磨削波纹度的影响规律进行了定量研究，得出在线实时平衡砂轮是提高磨削质量、降低磨削波纹度的重要途径。

采用平衡摇臂悬架的移动平台稳定性分析

设计了一种带平衡摇臂悬架且具备变轮距变地隙功能的移动平台(VII-HPC)。在传统分析的基础上,针对平台的变地隙、变轮距和变姿态工况进行了研究,总结出质心高度变化趋势、侧滑和侧翻、纵滑和纵翻的计算公式、边界条件和相应曲线,并对横向行驶变姿态工况下平台的稳定性作了分析和评价,同时通过对采用平衡摇臂悬架结构的平台与普通拖拉机的稳定性对比仿真,验证了其稳定性。

橡胶在轮胎中的应用及研究进展

介绍了天然橡胶和合成橡胶在轮胎中半成品部件,胎面、胎侧、气密层、胎体、带束层和胎圈的加工应用和性能特点,以及新型橡胶、环保再生橡胶和新材料技术在轮胎中的应用。根据近几年社会所倡导的安全环保的特点,轮胎的发展也更加趋向于绿色轮胎、安全性更高的轮胎,因此新型橡胶材料的开发也必将成为轮胎领域的重要发展方向。

非充气机械弹性车轮接地特性试验研究

本文中采用压敏膜法对机械弹性车轮的静态接地特性进行试验研究。通过静态接地特性试验,研究了充气安全轮胎、0轮和机械弹性车轮在不同载荷下的接地压力分布规律,根据提取的接地压力分布几何与力学特征参数,对比分析了充气安全轮胎和机械弹性车轮的接地特性。结果表明,机械弹性车轮能有效缓解充气轮胎在大负荷时胎肩的应力集中问题,在一定负荷范围内提高了轮胎的磨损和抓地性能。

基于Atmega 16的播种机地轮滑移率测试系统设计

免耕播种机的排种装置靠地轮驱动,当地表覆有秸秆时,地轮的滑移不可避免,较大的滑移会造成漏播影响播种质量。为此,提出了一种基于单片机Atmega16的地轮滑移率的测试系统并对其进行了硬件和软件设计。通过光电开关和旋转编码器分别测量地轮的实际行驶距离和理论行驶距离,由单片机对数据进行处理并用液晶模块适时显示数据。

现代有轨电车诱发的大地振动特性分析

为研究现代有轨电车诱发的大地振动传播规律,在总结基于SIMPACK软件实现轮轨耦合方法的基础上,提出一种实现轮轨耦合仿真的改进方法,并应用该方法建立现代有轨电车-无砟轨道-大地的3维耦合振动分析模型,对有轨电车诱发的大地振动特性进行分析。结果表明:研究由有轨电车诱发的大地振动时,应重点关注竖向振动情况;随着距振源距离的增大,较大的峰值频率减小,且主频由30.6 Hz变为6.3 Hz,这与大地振动的频散特性相关;大地表面振动在6.3 Hz时衰减最慢,且会出现"振动放大"现象;该轮轨耦合方法既可用于车辆与大地间的耦合,又可用于车辆与桥梁或者其他轨道结构间的耦合。

明线运行列车气动地面效应数值模拟

通过数值仿真方法研究了滑移地面以及旋转轮对对明线运行列车气动性能的影响。首先,建立了三车编组列车计算模型,考虑固定和滑移两种不同的地面边界条件、固定和滑移两种不同的路基边界条件、静止和旋转两种不同的轮对边界条件;其次,基于风洞试验数据验证了数值仿真的可靠性,表明了剪切应力运输湍流模型和网格划分的可行性和有效性;最后,对比四种不同组合下的明线运行列车气动性能。研究结果表明:固定地面将得到偏低的列车气动阻力系数,约减少4.27%;滑移路基使得尾车气动阻力系数和整车阻力增加约1.87%,引起这一差异主要原因在于地面和路基的表面附面层厚度差异;静止轮对和旋转轮对对列车气动阻力和升力系数都小于1.0%,因此,列车气动风洞试验可以忽略轮对旋转的影响,考虑地面边界和路基边界的影响。

车轮旋转条件下前轮导流板气动减阻机理研究

为优化上海通用某款车型的气动特性,降低风阻系数,利用风洞试验和流场数值模拟研究了不同高度的前轮导流板的减阻效果。数值模拟实现了车轮转动和地面移动,其结果与风洞试验值基本一致,各导流板方案减阻效果明显。根据数值模拟获得的流场分布信息,分析了前轮导流板的减阻机理及其对整车流场特性影响,为导流板减阻设计提供了参考。

一种新型变形轮行走机构研究

针对无人地面车辆的功能和对行走机构的要求,提出了一种变形轮行走机构设计方案.在阐述机构原理与特点的基础上,基于有限元理论,分析了行走机构的关键部件———变形轮圈的弹性特性,并对接地压力进行了仿真分析与计算,最后对演示模型进行了行走试验.结果表明,该设计方案合理、可行,从而为无人地面车辆行走机构技术实施途径和新的行走机理研究打下基础.

树脂CBN磨轮的修整对磨轮表面形貌和磨削效果的影响

树脂ＣＢＮ磨轮的修锐方法对唐轮的磨削性能和磨削效果有极大影响。文中通过三种修锐方法的效果比较，说明弹性弯板法效果最佳。

飞机地面转弯力学行为研究

大型飞机地面转弯时由于重量大、行驶速度低,所产生的道面侧推力极大。而现行道面设计规范,尤其是沥青混凝土道面设计规范,仅考虑竖向力作用而忽略转弯区侧向力,但机场跑道系统有很多弯道存在,因此这些部位的设计需考虑侧向力的作用。另外,操纵前轮转弯是目前民航客机地面转弯的主要方式,且飞机在地面转弯过程中受力复杂,侧风、道面平整度、驾驶员操纵方式和飞机速度等因素都会对其受力产生影响,为简化分析,设飞机在地面低速转弯过程中,前轮操纵角不变,某一瞬时做半径固定的匀速圆周运动。经过分析得到飞机所受侧向力和竖向力比值的简化公式,大大方便了侧向力的计算,并通过计算发现,飞机在转弯过程中各轮所受到的侧向力大小并不相等。对于B737-800机型,主起落架4个轮胎所受侧向力与竖向力的比值分别为1.33∶1.29∶1.04∶1,相对于转动中心,最外侧轮胎所受侧向力最大,最内侧轮胎所受侧向力最小,相差33%,因此在沥青道面转弯区设计中需考虑侧向力作用。