【摘要】：在野外地質(zhì)探測(cè)中,陸空兩棲載物平臺(tái)主要用于搭載探測(cè)儀器,是復(fù)雜、惡劣環(huán)境下進(jìn)行探測(cè)時(shí)不可或缺的重要設(shè)備。隨著探測(cè)區(qū)域的擴(kuò)大,新探測(cè)區(qū)域的環(huán)境情況相較于以往已探測(cè)區(qū)域更加復(fù)雜、惡劣。這些區(qū)域采用人力探測(cè)成本較高,采用高空機(jī)載探測(cè)獲得的數(shù)據(jù)精度又不高,為提高探測(cè)精度和降低探測(cè)成本,陸空兩棲載物平臺(tái)搭載探測(cè)的方式已引起地質(zhì)探測(cè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。目前,國(guó)內(nèi)外陸空兩棲平臺(tái)的主要發(fā)展方向是飛行汽車(chē)。通過(guò)組合不同的配件或者使整機(jī)發(fā)生結(jié)構(gòu)性改變來(lái)實(shí)現(xiàn)飛行汽車(chē)的陸地行走和飛行功能。陸地行走模式與飛行模式之間的切換則主要以人力控制或者指令控制為主,其自主化、智能化程度不高。國(guó)外軍方設(shè)計(jì)的陸空兩棲設(shè)備主要用于戰(zhàn)場(chǎng)物資運(yùn)輸和傷員救助,其切換方式未見(jiàn)具體報(bào)道。野外的地質(zhì)環(huán)境多變,溝壑、池塘等錯(cuò)落排布。不規(guī)則的地形狀況給探測(cè)帶來(lái)較大影響,嶙峋起伏的路面也給載物平臺(tái)的平穩(wěn)性帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。本研究為適應(yīng)多變的環(huán)境,采用履帶結(jié)構(gòu)作為行走結(jié)構(gòu),采用多旋翼結(jié)構(gòu)作為飛行結(jié)構(gòu),通過(guò)將兩者有機(jī)結(jié)合,設(shè)計(jì)了陸空兩棲載物平臺(tái)。為提高陸空兩棲設(shè)備模式切換的智能化,本文采用壓差判決系統(tǒng)對(duì)陸地行走狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),通過(guò)壓差閾值判別從而進(jìn)行模式切換。其特點(diǎn)是:當(dāng)路況發(fā)生變化時(shí),載物平臺(tái)通過(guò)自我狀態(tài)判決,進(jìn)行陸、空模式切換,從而保證探測(cè)區(qū)域的完整性及保證探測(cè)數(shù)據(jù)的精確度。本文采用理論分析、計(jì)算機(jī)仿真以及與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,對(duì)陸空兩棲載物平臺(tái)的模式切換進(jìn)行研究。在對(duì)不同模式進(jìn)行建模與力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,建立了合理的壓差判決系統(tǒng),利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化與驗(yàn)證。主要內(nèi)容包括:①設(shè)計(jì)了陸空兩棲平臺(tái),介紹了整機(jī)設(shè)計(jì)理念和主要部件選擇邏輯;②考慮到地面效應(yīng)的影響進(jìn)行了飛行模式建模,進(jìn)行了陸地行走模式時(shí)的地面力學(xué)和履帶受力分析,依據(jù)陸地行走模型建立了壓差判決系統(tǒng);③進(jìn)行了模式切換后整機(jī)穩(wěn)定性控制策略研究,利用MATLAB對(duì)飛行模式下的控制策略進(jìn)行了仿真分析;④通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,確定了模式切換的壓差閾值,驗(yàn)證了基于壓差判決系統(tǒng)的模式切換策略的有效性。本文實(shí)驗(yàn)部分主要針對(duì)勻速前行工況下前側(cè)失穩(wěn),單邊失穩(wěn)以及整體下陷的三種待切換狀態(tài)進(jìn)行了分析。通過(guò)實(shí)驗(yàn),得到了壓差判決系統(tǒng)的合理壓差閾值區(qū)間,驗(yàn)證了該區(qū)間的有效性。本文的研究?jī)?nèi)容對(duì)于陸空兩棲平臺(tái)的模式切換研究具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和理論參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：V27;U469.79
【圖文】：

逡逑通過(guò)圖１．２整體結(jié)構(gòu)圖以及圖１．３飛行模式效果圖，可以了解到Ｐｏｐ．ＵｐＮｅｘｔ逡逑是給座艙搭配不同的配件從而實(shí)現(xiàn)陸地行駛和飛行的效果，其模式轉(zhuǎn)換需要調(diào)整逡逑座艙與其余配件部分的組裝，整個(gè)切換過(guò)程緩慢，對(duì)精度要求高。逡逑圖１．２邋Ｐｏｐ．Ｕｐ邋Ｎｅｘｔ整體結(jié)構(gòu)圖邐圖１．３邋Ｐｏｐ．Ｕｐ邋Ｎｅｘｔ飛行效果圖逡逑從Ｐｏｐ．Ｕｐ邋Ｎｅｘｔ實(shí)際性能來(lái)看，基于合作雙方各自領(lǐng)域的技術(shù)基礎(chǔ)，既具有逡逑良好的空中行駛效果，具有空中自動(dòng)駕駛能力，又具有車(chē)輛的良好陸地行駛體驗(yàn)。逡逑空中飛行時(shí)，時(shí)速可達(dá)１２０ｋｍ／ｈ，續(xù)航里程約為５０ｋｍ，以車(chē)輛形態(tài)在陸地行駛逡逑時(shí)，時(shí)速可達(dá)１００ｋｍ／ｈ，續(xù)航里程為１３０ｋｍ。且Ｐｏｐ．Ｕｐ邋Ｎｅｘｔ以電力為動(dòng)力源，逡逑充滿電僅需要１５分鐘。Ｐｏｐ．Ｕｐ邋Ｎｅｘｔ在座艙內(nèi)并未有配置任何的方向盤(pán)或者方向逡逑舵，駕駛者通過(guò)在座艙內(nèi)的顯示屏上進(jìn)行對(duì)整機(jī)的控制。逡逑（３邋）邋Ｐａｎｔｈｅｒ逡逑２０１７年

逡逑如圖１．４所示，Ｐａｎｔｈｅｒ無(wú)人機(jī)是旋翼結(jié)構(gòu)１NB．７／：邐＿邋：逡逑結(jié)合輪式行走結(jié)構(gòu)，中心對(duì)稱分布可以保證／逡逑其平穩(wěn)運(yùn)行，將承載物品置于機(jī)體內(nèi)腔，能起＾邐＾邐；逡逑灥好的保護(hù)物品的作用，但其負(fù)載能力有￥邐？逡逑限�；谄淠縮EV囆�，可�w財(cái)飛氃逡逑落地點(diǎn)，然后通過(guò)路面行駛能力導(dǎo)航至收貨逡逑者家門(mén)口。邐圖１．４邋Ｐａｎｔｈｅｒ快遞無(wú)人機(jī)逡逑（４）黑騎士逡逑“黑騎士”被設(shè)計(jì)成越野車(chē)、直升機(jī)、無(wú)人機(jī)的有機(jī)組合體，是美國(guó)首款逡逑采用４＊４卡車(chē)底盤(pán)與８?jìng)�(gè)旋翼無(wú)人機(jī)結(jié)合構(gòu)型的軍用陸空兩棲平臺(tái)Ｗ，詳細(xì)情逡逑況如圖１．５＂黑騎士＂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖所示�！昂隍T士”具有８?jìng)�(gè)旋翼發(fā)動(dòng)機(jī)

逡逑如圖１．４所示，Ｐａｎｔｈｅｒ無(wú)人機(jī)是旋翼結(jié)構(gòu)１NB．７／：邐＿邋：逡逑結(jié)合輪式行走結(jié)構(gòu)，中心對(duì)稱分布可以保證／逡逑其平穩(wěn)運(yùn)行，將承載物品置于機(jī)體內(nèi)腔，能起＾邐＾邐；逡逑灥好的保護(hù)物品的作用，但其負(fù)載能力有￥邐？逡逑限�；谄淠縮EV囆�，可�w財(cái)飛氃逡逑落地點(diǎn)，然后通過(guò)路面行駛能力導(dǎo)航至收貨逡逑者家門(mén)口。邐圖１．４邋Ｐａｎｔｈｅｒ快遞無(wú)人機(jī)逡逑（４）黑騎士逡逑“黑騎士”被設(shè)計(jì)成越野車(chē)、直升機(jī)、無(wú)人機(jī)的有機(jī)組合體，是美國(guó)首款逡逑采用４＊４卡車(chē)底盤(pán)與８?jìng)�(gè)旋翼無(wú)人機(jī)結(jié)合構(gòu)型的軍用陸空兩棲平臺(tái)Ｗ，詳細(xì)情逡逑況如圖１．５＂黑騎士＂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖所示。“黑騎士”具有８?jìng)�(gè)旋翼發(fā)動(dòng)機(jī)

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本文編號(hào)：2802825