本文關(guān)鍵詞：一種輪履復(fù)合式變體輪的設(shè)計與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：復(fù)雜多變的非結(jié)構(gòu)性環(huán)境使得全地形移動底盤越來越受到各國研究機構(gòu)的重視，它對于提高車輛和移動機器人的機動性及通過性具有重要的研究和應(yīng)用價值。輪履復(fù)合式變體輪由可重構(gòu)履帶、伸展機構(gòu)、傳動機構(gòu)以及驅(qū)動機構(gòu)組成，通過內(nèi)部伸展機構(gòu)改變車輪的形狀實現(xiàn)在“圓形”和“三角形”之間的變換，從而改善移動底盤的運動性能，使其在良好路面行駛時，與輪式底盤一樣可快速通行，節(jié)省通行時間；遇到灘涂、溝壑、冰雪等不良路面時變體為“類三角形”的履帶式底盤，通過障礙后又可變回輪式底盤繼續(xù)運行。具有結(jié)構(gòu)緊湊、地形適應(yīng)能力強、運行效率高的優(yōu)點。 首先，分析了國內(nèi)外有關(guān)輪式、履帶式、組合式和變體式行走機構(gòu)各自的優(yōu)缺點以及它們的適用環(huán)境和場合，并結(jié)合現(xiàn)實需要，提出了變體輪的設(shè)計思路。詳細分析了變體輪關(guān)鍵零部件的工作原理和設(shè)計方案，主要包括：輪體變形原理和方案；可重構(gòu)履帶形狀、結(jié)構(gòu)、伸展率以及材料構(gòu)成；傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和動力傳動方案分析；伸展機構(gòu)伸展與收縮的運動曲線規(guī)劃、驅(qū)動方案對比以及液壓缸選型、強度校核、液壓回路的構(gòu)建與控制。 然后，提出了變體輪的設(shè)計要點，對變體輪的機械結(jié)構(gòu)進行詳細設(shè)計，利用SolidWorks繪圖軟件建立其三維模型，并進行質(zhì)量估算，，干涉檢查等。利用ANSYS有限元仿真軟件分析變體輪的履帶節(jié)、伸展機構(gòu)、鋼板片彈簧等關(guān)鍵零部件的應(yīng)力應(yīng)變，進行強度校核，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)和尺寸，并生成工程圖紙進行樣機試制。 最后，通過INSTRON力學試驗機對加工完畢的變體輪的履帶節(jié)、鋼板片彈簧等關(guān)鍵零部件進行獨立加載試驗；對裝配好的單個變體輪進行伸展機構(gòu)的運動軌跡以及可重構(gòu)橡膠履帶伸展率繪制和測量；將組裝好的變體輪裝于ATV四驅(qū)越野車進行聯(lián)機調(diào)試，測試輪履復(fù)合式變體輪“圓形”時最高運動速度以及展開為“三角形”時的越障能力。試驗結(jié)果：履帶節(jié)、鋼板片彈簧滿足強度要求；車輪“圓形”時速25km/h，超出后“甩帶”；“三角形”時爬坡280，攀爬凸臺高度180mm，跨域溝壑寬度400mm。 結(jié)論：輪履復(fù)合式變體輪可以順利伸展和收回，并在兩種狀態(tài)下正常運行。證明了結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，初步達到第一代樣機的設(shè)計要求。后續(xù)需要對變體輪重量、攀爬凸臺的高度以及“輪式”的“甩帶”問題進行深入研究。
【關(guān)鍵詞】：輪履復(fù)合 變體輪 可重構(gòu)履帶 越障 有限元 結(jié)構(gòu)設(shè)計
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP242;TH112
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題背景11
• 1.2 研究的目的和意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-20
• 1.3.1 輪式行走機構(gòu)研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.2 履帶式行走機構(gòu)研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.3 輪履復(fù)合式行走機構(gòu)19-20
• 1.4 課題來源和主要研究內(nèi)容20-21
• 第二章 輪履復(fù)合式變體輪原理分析21-40
• 2.1 輪體變形思路21-22
• 2.2 變體輪工作原理分析22-28
• 2.2.1 接地比壓情況分析22-23
• 2.2.2 接地角對比分析23-24
• 2.2.3 越障功能分析24-28
• 2.3 變體輪可重構(gòu)設(shè)計方案28-31
• 2.3.1 固定履帶長度方式28-29
• 2.3.2 固定輪體半徑方式29-30
• 2.3.3 兩種設(shè)計方案對比分析30-31
• 2.4 可變形履帶的原理分析31-33
• 2.5 變體輪內(nèi)部動力傳動原理分析33
• 2.6 伸展機構(gòu)原理分析33-39
• 2.6.1 伸展機構(gòu)運動原理分析33-35
• 2.6.2 變體輪伸展臂控制原理分析35-37
• 2.6.3 變體輪伸展機構(gòu)運動分析37-39
• 2.7 本章小結(jié)39-40
• 第三章 輪履復(fù)合式變體輪機械結(jié)構(gòu)設(shè)計40-61
• 3.1 輪履復(fù)合式變體輪總體設(shè)計要求40
• 3.2 輪履復(fù)合式變體輪整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案40-41
• 3.3 可重構(gòu)履帶結(jié)構(gòu)設(shè)計41-46
• 3.3.1 履帶節(jié)的設(shè)計41-43
• 3.3.2 鋼板片彈簧的設(shè)計43
• 3.3.3 履帶節(jié)自鎖機構(gòu)的設(shè)計43-46
• 3.3.4 可重構(gòu)履帶整體結(jié)構(gòu)設(shè)計46
• 3.4 驅(qū)動輪的設(shè)計與分析46-51
• 3.4.1 履帶驅(qū)動形式的設(shè)計46-48
• 3.4.2 驅(qū)動輪齒牙的設(shè)計48-50
• 3.4.3 驅(qū)動輪運行特性分析50-51
• 3.5 伸展機構(gòu)的設(shè)計51-58
• 3.5.1 伸展臂結(jié)構(gòu)設(shè)計51-55
• 3.5.2 液壓缸受力計算和設(shè)計55-56
• 3.5.3 伸展機構(gòu)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計56-58
• 3.6 變體輪內(nèi)部傳動系結(jié)構(gòu)設(shè)計58
• 3.7 變體輪總體三維模型58-60
• 3.8 本章小結(jié)60-61
• 第四章 變體輪關(guān)鍵零部件的有限元分析61-71
• 4.1 履帶節(jié)的有限元分析61-63
• 4.2 伸展臂的有限元分析63-64
• 4.3 片彈簧的結(jié)構(gòu)強度優(yōu)化設(shè)計64-70
• 4.3.1 片彈簧的有限元分析64-67
• 4.3.2 片彈簧的結(jié)構(gòu)強度優(yōu)化設(shè)計67-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 第五章 輪履復(fù)合式變體輪試驗研究71-81
• 5.1 變體輪關(guān)鍵零部件的加載試驗71-75
• 5.1.1 鋼板片彈簧加載試驗71-74
• 5.1.2 履帶節(jié)加載試驗74-75
• 5.2 變體輪整體性能試驗75-80
• 5.2.1 試驗前準備75-76
• 5.2.2 變體輪樣機裝配76
• 5.2.3 變體輪展開收回功能的實現(xiàn)76-77
• 5.2.4 變體輪越障試驗77-79
• 5.2.5 變體輪輪式試驗79-80
• 5.2.6 變體輪樣機試驗結(jié)果80
• 5.3 本章小結(jié)80-81
• 第六章 全文總結(jié)與展望81-83
• 6.1 本文取得的成果81-82
• 6.1.1 主要研究成果81
• 6.1.2 主要創(chuàng)新點81-82
• 6.2 展望82-83
• 參考文獻83-86
• 發(fā)表論文和科研情況說明86-87
• 致謝87-88

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：一種輪履復(fù)合式變體輪的設(shè)計與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：347413