新型弓腰式行走底盘的设计及通过性研究

作     者：闫修鹏 

作者单位：中原工学院 

学位级别：硕士

导师姓名：聂建军;马宗正;解晓琳

授予年度：2021年

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

主      题：行走底盘 通过性 动力学仿真模型 仿真分析 

摘      要：应用于丘陵山地环境下的农业机械底盘,在工作过程中经常会遇到陡坡、松软地面、土坎、垂直障碍等,会严重影响机械底盘的作业质量。因此对微型农业机械底盘进行研究,能够为改善整机性能提供理论依据,具有一定的实践指导价值。本文以一款应用于丘陵山地弓腰式行走底盘为研究对象,采用理论分析、虚拟仪器仿真以及实验研究相结合的方法,对该行走底盘的行驶性能进行研究。首先,根据丘陵山地的地形特点,提出弓腰式行走底盘的设计要求,并确定了行走底盘的设计方案。依据设计指标,对行走底盘的履带驱动装置、传动系统、从动车体转向系统、整机布置等进行结构设计以及相关部件（发动机、电机、减速机等）的选型。通过优化设计之后,对新型弓腰式行走底盘进行了样机试制。其次,对新型弓腰式行走底盘的通过性进行理论分析。运用相关的理论知识对该行走底盘的爬坡越障能力、最小转弯半径、在松软路面的通过性等进行了分析,为后续的仿真研究提供了理论基础,同时也为评价同类行走机构在行驶过程中通过性和稳定性提供了理论分析依据。然后,以UG软件建立的新型弓腰式行走底盘几何模型为对象,对其典型工况进行了动力学和运动学分析,并借助RecurDyn软件建立动力学仿真模型。利用RecurDyn软件带有的Ground模块,通过设置不同的参数建立硬质、松软地面等类型的地面模型,完成了对爬坡、越障、转向、直线行驶等工况的仿真分析。结果表明:在松软路面上直线行驶时,橡胶履带底盘的稳定性和平顺性优于在硬质路面上的行驶性能,但转向阻力较大;仿真分析最大爬坡度为35°,与理论计算值37.21°相比基本一致,而所需爬坡转矩与理论计算值相比误差值在6.5%之内。最后,对研制的底盘样机进行了性能测试,实验结果验证了理论研究和仿真分析结果的正确性。