多用途越障裝載車

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1、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)課題：多用途越障裝載車指導(dǎo)教師：汪永明姓名：劉寬班級(jí)：機(jī)0941學(xué)號(hào)：091841023日期：2012年5月10日目錄作品內(nèi)容介紹……………………研制背景及意義…………………主要功能和性能指標(biāo)……………設(shè)計(jì)方案…………………………理論設(shè)計(jì)計(jì)算……………………工作原理及性能分析……………創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用……………………參考文獻(xiàn)…………………………作品內(nèi)容簡介我們通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一套越障系統(tǒng).為提高越障車的越障能力,結(jié)合路況的復(fù)雜環(huán)境,設(shè)計(jì)了一種杠桿式越障車.該車主要由車架、定軸齒輪嚙合傳動(dòng)裝置、棘輪機(jī)構(gòu)、控制器、檢測裝置、電動(dòng)馬達(dá)、自動(dòng)報(bào)警裝置、電源、傳動(dòng)

2、裝置等部分組成.設(shè)計(jì)重點(diǎn)在定軸輪系嚙合傳動(dòng)裝置,該車主要考慮了提高車輪本身的越障能力———采用了定軸齒輪嚙合傳動(dòng)裝置.該裝置主要通過增加力臂,以增加力矩,從而提高其越障能力.為確定行越障車的垂直越障能力,通過簡化力學(xué)模型,分析了在單個(gè)車輪越障情況下車輪的受力特點(diǎn)，估計(jì)了垂直越障礙高度與車輛參數(shù)之間的關(guān)系，機(jī)構(gòu)試制實(shí)驗(yàn)證明理論推導(dǎo)結(jié)果是可靠的.對(duì)該車的行駛系統(tǒng)進(jìn)行了概述,并對(duì)行駛性能進(jìn)行了分析和計(jì)算.結(jié)果表明:該車具有較強(qiáng)的越障能力特性,能夠適應(yīng)凹凸不平的環(huán)境.我們已經(jīng)經(jīng)進(jìn)行了機(jī)構(gòu)調(diào)整試制，經(jīng)測試其性能達(dá)到了預(yù)期的功能?，F(xiàn)在已經(jīng)完成樣車的車架部分和控制部分，定軸齒輪

3、嚙合傳動(dòng)裝置正在校金工實(shí)習(xí)場所加工，預(yù)計(jì)七月將完成樣車調(diào)試工作，整個(gè)系統(tǒng)完成。1研制背景及意義研究意義：目前，在越障車的研究史上已經(jīng)提出了各種越障的解決方案，然而每一種解決方案都有不同程度的局限性，每一輛車都會(huì)有不同程度的缺陷，因而需要不斷的提出新的解決方案?，F(xiàn)有的解決方案中存在很多問題。而我們提出的杠桿應(yīng)用于越障領(lǐng)域至今還一個(gè)全新的方案，沒有相關(guān)的研究。同時(shí)，越障車的應(yīng)用還只是限制在一些個(gè)別的領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍需要拓寬。由于近幾年自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生，急需一種低成本，使用性高的越障車輛。因此，在越障車方面的研究具有極大的發(fā)展空間。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：世界上越障車的研究已

4、經(jīng)有近百年的歷史,已經(jīng)提出了各種越障的解決方案。在已有的越障解決方案中,有連續(xù)式越障方案,比如履帶式、行星輪式;間歇式越障解決方案,比如步進(jìn)式。在這些越障車中最熱門的研究方向主要有登月車,爬樓梯機(jī)器人,特別是美國和前蘇聯(lián)在這方面已有成熟的經(jīng)驗(yàn)。為適應(yīng)復(fù)雜的路況,理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明,履帶式和腿式移動(dòng)系統(tǒng)不適合用于越障車。越障車的輪式移動(dòng)系統(tǒng)均采用各輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)、固定懸掛方式,工作起來方便靈巧,同心性和轉(zhuǎn)向性均較好。國外采用輪式結(jié)構(gòu)的行星探測車都是通過懸架來提高其越障能力,而沒有考慮車輪本身的越障能力。哈工大鄧宗全等教授已在行星輪方面做了比較全面的研究研究目的：在生

5、活水平顯著提高的今天，自然災(zāi)害成了對(duì)人類危害最大的災(zāi)難。在災(zāi)害發(fā)生后如何能夠在廢墟中最大限度的挽救人們的生命財(cái)產(chǎn)的需要，也促使我們?cè)谠秸项I(lǐng)域有所突破。同時(shí)，越障車不應(yīng)只限于有限的領(lǐng)域，而要把它應(yīng)用到更多的領(lǐng)域，這需要我們的探索。在國家倡導(dǎo)自主創(chuàng)新的大環(huán)境下，掌握先進(jìn)的越障車設(shè)計(jì)方法，探索越障車不同的應(yīng)用領(lǐng)域，多用途越障裝載車就成為了一個(gè)重要的課題。2主要功能和性能指標(biāo)主要功能：平地行駛功能；垂直越障功能；防到退功能；可編程調(diào)速功能；可編程狀態(tài)指示功能；其它附屬功能:自動(dòng)預(yù)警功能?????性能指標(biāo)：越障高度：>15cm;行駛速度:>=3m/s車架材料：采用鋁型材30

6、30；電機(jī)：輸出功率>250W;蓄電池輸出電壓：6V；3設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)裝置整個(gè)裝置由：車架、定軸齒輪嚙合傳動(dòng)裝置、棘輪機(jī)構(gòu)、控制器、檢測裝置、電動(dòng)馬達(dá)、自動(dòng)報(bào)警裝置、電源、傳動(dòng)裝置等部分組成。整車三維示意簡圖如圖1所示。4理論設(shè)計(jì)計(jì)算越障車行駛時(shí)會(huì)遇到各種障礙,其中最為惡劣的障礙就是垂直障礙,所以越障車越過垂直障礙的能力最能體現(xiàn)其越障能力的好壞。下面將通過對(duì)越障車越過垂直障礙進(jìn)行分析，分析其越障能力圖3為硬路面上個(gè)前輪垂直越障的受力模型.由圖3可知,前輪碰到垂直障礙時(shí)有下列平衡方程:水平方向:F3*sin?-N1*cos?+F1-F4+F2*cosφ=0豎直方向:F

7、3*cos?+N1*sin?+N2+F2*sin+N2-G=0以B為支點(diǎn)，有：F2*AB+F1*Rsin?+N2*Rcos?-G*Rcos?-F4*R(1-sin?)=0（式中N1為垂直障礙作用于前車輪上的地面反作用力;N2,為輪的地面反作用力;G為車重;D為行星車輪上大齒輪的半徑;F2為輪越障時(shí)的驅(qū)動(dòng)力.F4為地面對(duì)輪的摩擦力，B點(diǎn)為輪與階梯的接觸點(diǎn)，線段BA垂直F2且與F2的延長線交于A點(diǎn)）。只需取較小的G,F4,取較大的F2，由于BA較長，很容易使F2*AB+F1*Rsin?+N2*Rcos?-G*Rcos?-F4*R(1-sin?)>0，實(shí)現(xiàn)越障。5工作原

8、理及性能分