基于变形车轮的移动机构研究

论文摘要

各种地面移动机构在快速性、越障性、平稳性等方面都各有长短,研究开发一种性能全面的移动机构一直是各发达国家的研究热点。轮式移动机构向来以平稳、快速见长,但越障性较差,故提高其越障性能一直是人们研究的重点。本文通过对国内外轮式移动机构越障能力的研究,结合对现有轮式车辆越障性能及越障要求的分析,提出了四种利用连杆机构提高轮式移动机构越障性能的方案,并对各方案进行了初步的机构选型、步态及越障性能分析,通过对各方案优缺点的对比分析,选出变形车轮方案进行深入研究。为验证所选方案的可行性,本文对变形车轮进行了运动学分析,并计算了车轮在两种变形情况下的缩放比,在对移动机构进行越障性能分析的基础上,利用ADAMS软件对其进行虚拟样机仿真。通过理论分析和运动仿真,对移动机构的主要零部件进行了选型和设计。利用Solid Edge对整个系统进行了建模,并对所有零部件模型进行了总装,在组装过程中检验了设计的合理性；绘制了设计零件的图纸,进行了移动机构的样机加工试制。通过对样机的实验再次证明了概念的正确性。实验还表明该移动机构的结构和控制都比较简单,且成本较低。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 轮式移动机构越障能力研究
• 1.2.1 不同行走方式移动机构研究现状的分析
• 1.2.2 提高轮式移动机构越障能力的相关研究
• 1.3 现有轮式车辆越障性能分析指标
• 1.3.1 轮式车辆的通过性
• 1.3.2 常见路面障碍类型分析
• 1.3.3 现有越野车的越障性能指标
• 1.4 课题的来源、研究意义及目的
• 1.5 论文主要研究工作
• 1.6 本章小结
• 2 移动机构设计方案选型
• 2.1 引言
• 2.2 装有特殊车轮的移动机构
• 2.2.1 机构方案选型
• 2.2.2 步态及越障性能分析
• 2.3 基于一种空间六杆机构的移动机构
• 2.3.1 机构方案选型
• 2.3.2 步态及越障性能分析
• 2.4 各方案优缺点比较分析
• 2.5 本章小结
• 3 移动机构越障性能分析及虚拟样机仿真
• 3.1 引言
• 3.2 变形车轮运动学分析
• 3.3 移动机构越障性能分析
• 3.3.1 变形车轮越障过程分析
• 3.3.2 变形车轮越障动力学和极限越障高度分析
• 3.3.3 重心位置对越障时整个车体倾覆的影响
• 3.4 基于ADAMS的虚拟样机仿真
• 3.4.1 ADAMS虚拟仿真软件介绍
• 3.4.2 变形车轮运动学及动力学仿真
• 3.4.3 在ADAMS下建立移动机构运动学模型
• 3.5 移动机构越障特性分析及控制策略探讨
• 3.6 本章小结
• 4 移动机构具体结构设计及样机实验
• 4.1 引言
• 4.2 变形车轮具体结构设计
• 4.2.1 连杆结构设计
• 4.2.2 叶片结构设计
• 4.3 车体结构设计
• 4.3.1 总体驱动布置方案选型
• 4.3.2 单元模块结构设计
• 4.3.3 车体框架结构设计
• 4.3.4 驱动电机选型
• 4.4 样机实验
• 4.4.1 样机模型
• 4.4.2 样机越障实验及总结
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集