【摘要】：在農(nóng)產(chǎn)品加工貯運(yùn)環(huán)節(jié)中，貯運(yùn)機(jī)械和設(shè)備是農(nóng)產(chǎn)品加工系統(tǒng)中的重要設(shè)備，對節(jié)省勞動力、提高工作效率起著重要作用，然而現(xiàn)有貯運(yùn)機(jī)械底盤結(jié)構(gòu)相對單一，轉(zhuǎn)彎半徑大，工作不靈活，工作效率低，因此急需開發(fā)新型動力機(jī)械。一種基于四輪獨立驅(qū)動、四輪獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)的柔性底盤可以實現(xiàn)車輪原地轉(zhuǎn)向和90°偏轉(zhuǎn)等現(xiàn)有車輛底盤無法實現(xiàn)的運(yùn)動，可以克服現(xiàn)有常規(guī)動力底盤存在的問題，因此柔性底盤的開發(fā)研究對推動農(nóng)產(chǎn)品加工與貯運(yùn)過程中機(jī)械化發(fā)展、提高工作效率有著重要意義，然而，柔性底盤四輪的協(xié)調(diào)控制及其運(yùn)動和動力性能的分析一直是研究的難點。 為了解決柔性底盤多自由度、柔性驅(qū)動的協(xié)調(diào)控制問題，本文設(shè)計了水平轉(zhuǎn)盤式柔性底盤試驗臺，首先對試驗臺機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計計算，繪制二維圖，用pro/E軟件對試驗臺機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維造型，并用adams/view軟件進(jìn)行了機(jī)構(gòu)仿真分析，分析了試驗臺結(jié)構(gòu)的合理性，為柔性底盤的運(yùn)動特性和動力特性的研究提供了新方法。 其次，完成了水平轉(zhuǎn)盤式柔性底盤試驗臺控制系統(tǒng)的設(shè)計。從硬件和軟件兩個部分對試驗臺控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，其中包括控制芯片、傳感器、電路元器件的選擇，控制器對力傳感器和速度傳感器信號、驅(qū)動控制器信號及轉(zhuǎn)角信號采集和控制的電路以及LabVIEW軟件和數(shù)據(jù)采集卡連接電路的設(shè)計。 然后，在試驗臺設(shè)計和電路理論設(shè)計的基礎(chǔ)上，對試驗臺樣機(jī)進(jìn)行試制，設(shè)計并試制傳感器安裝輔助裝置，對力傳感器進(jìn)行了標(biāo)定，在試驗臺上安裝力傳感器、速度傳感器、數(shù)據(jù)采集卡，完成了各部分電路的調(diào)試、焊接及硬件部分的連接，對試驗臺控制器設(shè)計編程，并對程序進(jìn)行了調(diào)試。 最后，進(jìn)行了偏置試驗臺試驗和試驗臺直線行駛試驗，并對試驗結(jié)果進(jìn)行了分析，驗證了LabVIEW可視化系統(tǒng)的實時性合理性。 本論文通過對柔性底盤試驗臺及其控制系統(tǒng)的設(shè)計和試制，以及試驗臺上的試驗，證明了試驗臺及其控制系統(tǒng)的可行性，搭建的測量系統(tǒng)能準(zhǔn)確測量作用力，為深入研究柔性底盤的控制系統(tǒng)、運(yùn)動特性、動力特性提供了平臺。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S229.1
【圖文】：

簡稱4WIS)等運(yùn)動。四個驅(qū)動車輪之間沒有機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)連接，每個獨立電動輪由單獨的驅(qū)動系統(tǒng)控制，利用車輪的轉(zhuǎn)速差完成車輛的驅(qū)動和轉(zhuǎn)向功能，可以實現(xiàn)常規(guī)動力底盤無法實現(xiàn)一些運(yùn)動形式，如圖1-1所示。圖1-1 四輪獨立驅(qū)動轉(zhuǎn)向電動汽車的5種運(yùn)動形式Fig.1-1 Five motive forms of Four-wheel independent driving and steering electric cars四輪獨立驅(qū)動、獨立轉(zhuǎn)向電動汽車將4WID和4WIS技術(shù)相結(jié)合，該技術(shù)作為底盤驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)勢及在電動車上的應(yīng)用潛力，已經(jīng)得到了學(xué)者和廠家的重視。前期的研究結(jié)果表明，四輪獨立驅(qū)動轉(zhuǎn)向電動車（4WID/4WIS電動車）除了具有普通電動車的采用電驅(qū)動、無廢氣排放對環(huán)境的污染小、能源利用率高的優(yōu)點外，還具有轉(zhuǎn)彎半徑小，運(yùn)動靈活的特點。輪與輪之間簡化了傳統(tǒng)底盤的行走系統(tǒng)，使得底盤更加靈活，電子控制系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的機(jī)械傳動系統(tǒng)，控制速度快。通過合理分配各電動輪的驅(qū)動力，可提高惡劣路面條件下的行駛性能，有利于底盤操縱穩(wěn)定性的改進(jìn)（卓桂榮 2006）。在二維空間內(nèi)

圖1-2 清華大學(xué)研制的試驗樣車 圖1-3 香港中文大學(xué)試驗樣車Fig.1-2 Test prototype by Tsinghua University Fig.1-3 Test prototype by Hong Kong Chinese University此后，馬雷等人（2010）應(yīng)用夏利轎車研制了樣機(jī)，研究了四輪獨立驅(qū)動電動汽車驅(qū)動力最優(yōu)控制方法，但都只是將傳統(tǒng)輪胎改換為電動輪，并沒有改變原有車輛的行走系統(tǒng)，仍存在操作不靈活，轉(zhuǎn)彎半徑大的缺點。西北農(nóng)林科技大學(xué)梅娜和路敵等對四輪獨立電動車柔性底盤進(jìn)行了研究，并試制了試驗樣車，樣車結(jié)構(gòu)將在第二章詳細(xì)介紹，梅娜（2010）主要是對單輪的控制進(jìn)行了研究；路敵（2011）建立了柔性底盤的運(yùn)動模型，并用matlab/simulink軟件進(jìn)行了運(yùn)動仿真

圖1-2 清華大學(xué)研制的試驗樣車 圖1-3 香港中文大學(xué)試驗樣車Fig.1-2 Test prototype by Tsinghua University Fig.1-3 Test prototype by Hong Kong Chinese University此后，馬雷等人（2010）應(yīng)用夏利轎車研制了樣機(jī)，研究了四輪獨立驅(qū)動電動汽車驅(qū)動力最優(yōu)控制方法，但都只是將傳統(tǒng)輪胎改換為電動輪，并沒有改變原有車輛的行走系統(tǒng)，仍存在操作不靈活，轉(zhuǎn)彎半徑大的缺點。西北農(nóng)林科技大學(xué)梅娜和路敵等對四輪獨立電動車柔性底盤進(jìn)行了研究，并試制了試驗樣車，樣車結(jié)構(gòu)將在第二章詳細(xì)介紹，梅娜（2010）主要是對單輪的控制進(jìn)行了研究；路敵（2011）建立了柔性底盤的運(yùn)動模型，并用matlab/simulink軟件進(jìn)行了運(yùn)動仿真

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2804829