91090字博士毕业论文双铰接轮式越野工程车辆机械液压复合驱动系统的研究
论文类型：博士毕业论文
论文字数：91090字
论点：铰接,车辆,越野
论文概述：
本文是一篇优秀博士论文， 开发出双铰接轮式越野工程车辆的机液复合传动系统，通过组合铰接机构将前、后车体连接在一起，实现了铰接转向和绕车身纵轴摆动，可以大大提高适应地形的能
论文正文：
第一章绪论
行走驱动系统是越野车的核心系统，决定了整车的牵引力。行走控制系统决定了动力系统的输出特性。底盘结构直接影响车辆的越野性能。在国家高技术研发计划(863计划)项目“复杂非结构化地形二自由度铰接车体轮式机器人”(编号:A2007AA04Z208)和校企合作项目“复杂非结构化地形轮式越野工程车辆开发”(编号:201222010010000057)的支持下，在研究分析国内外轮式越野车辆研究成果的基础上，设计了双铰接轮式越野工程车辆样机最后，通过实验验证了理论分析的正确性。因此，本项目的研究具有非常显著的经济效益和广阔的应用前景。越野车辆获得的驱动力有两种主要类型:破坏性和适应性
第7章结论和前景
。破坏性是通过破坏地面来获得驱动力。自适应型是通过改变自身的机械结构来适应地形的起伏，从而获得足够的驱动力，提高整车的越障性能[6】。铰接式越野车属于自适应越野车，由两个或多个车身或车架组成。车身各成为车辆的一部分。关节点可以有一个、两个或三个自由度。在驾驶参考文献(省略)时，所有车轮都输出驱动力。
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第2章双铰接车轮越野工程车辆的结构和液压驱动系统分析
2.1双铰接轮式越野工程车辆的基本结构和原理分析
本文以一辆两自由度铰接体轮式越野工程车辆为研究对象，如图2.1所示。汽车底盘分为三部分:前车体、后车体和连接前后车体的中间双铰链机构，如图2.2所示。中间双铰链机构有两个转动自由度:绕垂直方向的转动自由度，液压缸驱动改变转向角度的大小，实现整车铰接动力转向，减小车辆转弯半径，提高车辆的机动性和灵活性；绕前方旋转的自由度达到+/-40度，车体可以被动跟随地形的起伏，具有良好的地形包容特性，轮胎可以始终与地面保持接触，为车辆提供足够的牵引力，显著提高整车越障性能。车辆通过前后车体之间的双铰链机构改变姿态，被动适应地形，在复杂的地面环境中仍然具有良好的通过性和抗侧翻能力。
2.2双铰接轮式越野工程车辆总体驱动方案
双铰接轮式越野工程车辆原型总体驱动方案如图2.8所示。发动机输出的功率被传输到可变泵-可变电机调速系统。可变电机的输出轴直接连接到第二动力换档变速箱。动力通过变速箱传递到中间传动轴和后传动轴。中间传动轴通过铰链机构将动力传递给分动箱-前轴总成。后传动轴直接将动力传递给分动箱-后桥总成，以实现车辆的四轮驱动[106]。在可变泵-可变马达速度控制系统中，驾驶员通过底阀控制行驶换向阀的阀芯位移，以达到控制进入平衡阀和马达的流量的目的，从而控制车辆[107的行驶速度。
第三章双铰接轮式越野工程车辆液压驱动系统建模..............................37
3.1开式液压传动系统部件的数学模型............................37
3.2液压驱动系统的特性分析.........................................47
3.3越障条件下车辆行驶方向的稳定性分析……50
3.4铰接转向负载的理论研究..............................51
第四章双铰接轮式越野工程车辆液压驱动系统仿真分析……57
4.1基于AMESIM的汽车转向系统建模与仿真分析……57
4.2基于AMESIM的汽车转向系统建模与仿真分析……69
第五章双铰接轮式越野车驱动系统的试验研究..............................83
5.1实验方案...................83
5.2实验结果分析..............................86
第6章双铰接轮式越野工程车辆液压驱动系统联合仿真分析
6.1联合仿真概述[/BR/]LMS虚拟实验室运动(Virtual Lab Motion)的突出特点之一是提供系统级建模过程，可以直接导入或建立不同部件的详细模型，并可以在不同部件之间创建约束，以确保整个系统正确的运动性能。用户可以定义各种属性和力，如摩擦阻尼、刚度惯性、质量重力和弹簧力，从而很好地反映其动态特性。同时，软件提供了深入细致的建模，并为轮胎力、衬套力、齿轮接触、弹性体接触、液压轴承、发动机等各种复杂机械模型提供了详细的建模模板。[149]；它具有与主流软件AMESim、MATLAB等的接口。它能很好地进行联合仿真，特别是使用AMESim软件。当模型包含液压、电磁、执行器等详细的控制和力功能时。·具有完整机电分析功能的AME-西蒙(-西蒙)和具有优异多体多力学性能的虚拟实验室运动(Virtual Lab Motion)可用于联合仿真，从而更好地分析系统性能。此外，该软件具有集成和二次开发等诸多优势，因此广泛应用于航空空航天、工程机械、汽车、船舶、家电等地方。
6.2基于LMS虚拟实验室运动的系统机构模型的建立
由于液压系统模型是在AMESim软件中建立的，转向机构以及轮胎与地面之间的相互作用主要是在虚拟实验室运动软件中模拟的，因此在建立模型时主要保证了机构模型的准确性，并考虑了轮胎与地面的影响。首先建立机构、轮胎和整车的模型，然后应用各种运动副。转向机构的主要部件是两个转向油缸。要建立机构模型，必须保证每个铰接点的位置和两个转向油缸的尺寸准确，以保证油缸的运动与仿真过程中的实际情况相一致。对于整个机器，主要考虑质量和重心的位置，这与转动时的转动惯量有关。然而，由于形状建模简单，重心的位置只能粗略确定，与真实物体必然有一定的差距。整个施工车辆模型建立如图6.1所示。
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本文所做的主要工作如下:
1)。开发了双铰接轮式越野工程车辆的机械液压复合传动系统。前后车体通过组合铰接机构连接在一起，实现了绕车体纵轴的铰接转向和摆动，大大提高了适应地形的能力，增强了越野能力和越野稳定性。同时，越野车采用机械-液压复合传动方式，大大提高了发动机和液压系统的工作效率，增强了车辆适应载荷的能力。
2)。利用传递函数法建立了液压传动系统主要部件的数学模型，包括主泵及其可变控制机构、多路换向阀、平衡阀、可变电机及其可变控制机构等。分析了影响系统性能的主要参数。
3)。利用AMESim软件建立了驱动系统和转向系统的仿真模型。根据行驶系统在平路行驶条件、下坡行驶条件和越野行驶条件下的不同负载特性，通过对液压驱动系统的仿真，对行驶系统进行了性能分析。通过对转向系统及其主要部件单稳态阀和液压转向器的仿真，分析了转向器所需的流量、转向器的进口流量和进出口压差。另外，通过仿真分析和计算发现，在车辆转向过程中，左右转向油缸的运动位移和速度会发生变化。
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