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四轮轮毂电机驱动农用无人车差速转向建模与分析

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中国农机化学报 2023年第2期44卷 106-111页

作者：杜雄梓周亢雷帅帅北京理工大学机电学院北京市100081

滑移现象的存在对差速转向车辆运动学模型的建立造成困难。为准确分析无人车的差速转向特性,基于大半径转弯前提,建立无人车的二自由度差速转向运动学模型,分析理想情况下内外侧车轮速度差与转弯半径之间的关系。并使用自主研制的四轮... 详细信息

滑移现象的存在对差速转向车辆运动学模型的建立造成困难。为准确分析无人车的差速转向特性,基于大半径转弯前提,建立无人车的二自由度差速转向运动学模型,分析理想情况下内外侧车轮速度差与转弯半径之间的关系。并使用自主研制的四轮轮毂电机驱动农用无人车进行试验,通过高精度霍尔传感器和惯性导航系统测量实车差速转向时的行进速度和行驶路径等参数,分析出存在的滑移现象导致转弯时内外两侧车轮转速差大于车轮处真实速度差,计算得到二者之间的拟合方程,并引入误差系数对模型进行修正。结果表明:在考虑滑移现象的情况下,将四轮速度与运动学模型相结合,可计算得实时转弯半径大小,平均绝对误差为4.033%,最大误差为6.715%,可有效指导无人车的航路推算。

关键词：无人车阵列式轮毂电机差速转向转弯半径

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履带车辆液压机械差速转向控制策略研究

现代制造工程 2023年第1期 50-56页

作者：王梦祥曹付义朱潇杰徐立友河南科技大学车辆与交通工程学院洛阳471000

针对液压机械差速的履带车辆转向控制,在车辆动力学建模和驾驶员操控信号解析的基础上,提出一种基于驾驶员模型的模糊前馈-反馈控制策略。该控制策略将驾驶员模型输入的归一化方向盘转角及其变化率作为模糊前馈控制输入,对液压系统排量... 详细信息

针对液压机械差速的履带车辆转向控制,在车辆动力学建模和驾驶员操控信号解析的基础上,提出一种基于驾驶员模型的模糊前馈-反馈控制策略。该控制策略将驾驶员模型输入的归一化方向盘转角及其变化率作为模糊前馈控制输入,对液压系统排量比进行补偿;将实际转向半径与目标转向半径的偏差及其变化率作为模糊反馈控制输入,对液压系统排量比进行修正,从而达到对两侧履带速度的补偿修正。仿真结果表明,与传统PID控制和模糊PID控制相比,模糊前馈-反馈控制能缩短转向动态响应时间,更好地跟踪驾驶员转向意图,且在转向阻力扰动下转向半径的波动明显减小,提高了转向轨迹的稳定性。

关键词：履带车辆液压机械差速转向驾驶员模型模糊前馈-反馈控制

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履带拖拉机液压控制差速转向系统设计与试验

农机化研究 2022年第2期44卷 253-258,263页

作者：毛智琳蒋建东章沈强彭铭广孙海平卜洋星光农机股份有限公司浙江省智能农机重点企业研究院浙江湖州313017 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014

履带拖拉机控制液压变量柱塞泵的流量和方向驱动液压马达,液压马达动力和发动机传入变速箱的动力汇合,实现行驶和差速转向。现有技术存在两方面问题:一是倒车时方向盘转向和车辆驾驶习惯相反;二是在停车和行驶时会停不稳、行驶跑偏。为... 详细信息

履带拖拉机控制液压变量柱塞泵的流量和方向驱动液压马达,液压马达动力和发动机传入变速箱的动力汇合,实现行驶和差速转向。现有技术存在两方面问题:一是倒车时方向盘转向和车辆驾驶习惯相反;二是在停车和行驶时会停不稳、行驶跑偏。为此,通过对液压油路进行设计和增设控制阀等方法,实现了倒车时正常转向功能;设计了双定位精准调节机构,使液压泵阀芯零位偏心量可调±2.0°,并在零排量处锁定。样机试验表明:操控方向盘倒车转向和常规车辆一样正常;停车稳定可靠,测定100m跑偏量≤3.5m,消除了安全隐患。

关键词：履带拖拉机液压控制差速转向精准定位调节

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履带车辆差速转向时载荷比受土壤下陷的影响

农业工程学报 2016年第17期32卷 62-68页

作者：迟媛张荣蓉任洁李寒寒王勇东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为进一步探究履带车辆双功率流动力差速转向机构的转向性能,需要对载荷比的影响因素进行全面分析。该文主要考虑下陷量及土壤参数的影响,对试验样机进行差速转向试验,得到了下陷量与实际载荷比的关系、下陷量与转向半径的关系以及载荷... 详细信息

为进一步探究履带车辆双功率流动力差速转向机构的转向性能,需要对载荷比的影响因素进行全面分析。该文主要考虑下陷量及土壤参数的影响,对试验样机进行差速转向试验,得到了下陷量与实际载荷比的关系、下陷量与转向半径的关系以及载荷比与转向半径的关系,根据载荷比公式计算的数值与试验测得的数值接近,误差范围在0.16～1.74。试验中,载荷比从1.65增加到6.08,下陷量从3.60 mm增加到10.42 mm,转向半径从1.00 m减小到0.29 m。试验结果表明：履带车辆在松软地面进行差速转向时,下陷量随着实际载荷比的增加而增大,但随着转向半径的减小而增大。该文试验所得结果与理论分析相吻合,可以进一步完善履带车辆差速转向理论。

关键词：车辆转向土壤差速转向载荷比下陷量打滑率

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差速转向复合式探测机器人运动学分析

中国机械工程 2012年第2期23卷 166-171页

作者：尚伟燕邱法聚杨超珍宁波工程学院宁波315000 宁波市特种设备检验检测研究院宁波315000

为便于探测机器人的导航和跟踪控制,提出了差速转向的复合式移动机器人运动学模型的构建及求解方法。通过对差速转向复合式移动系统结构及运动特性进行分析,推导了探测机器人车体速度与后轮及承重轮速度之间的关系矩阵,提出采用Househol... 详细信息

为便于探测机器人的导航和跟踪控制,提出了差速转向的复合式移动机器人运动学模型的构建及求解方法。通过对差速转向复合式移动系统结构及运动特性进行分析,推导了探测机器人车体速度与后轮及承重轮速度之间的关系矩阵,提出采用Householder变换求解车体运动的方法,为探测机器人越障过程中位置和方位的估计提供了较准确的求解模型。最后对差速转向复合式机器人的行进过程进行仿真试验,验证了运动学模型的正确性及机器人的运动特性。

关键词：差速转向探测机器人移动系统运动学 Householder变换

东方红1302R拖拉机液压机械差速转向机构的功率分析

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农业工程学报 2005年第3期21卷 99-102页

作者：曹付义王军周志立贾鸿社西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048 河南科技大学洛阳471003 一拖集团公司技术中心洛阳471003

液压机械差速转向机构是利用液压机械无级传动原理,将液压传动与齿轮传动恰当组合的一种新型封闭双流传动机构。转向机构的方案设计、参数匹配、性能分析、强度和刚度计算一直是该领域的研究热点。该文通过建立液压机械差速转向机构传... 详细信息

液压机械差速转向机构是利用液压机械无级传动原理,将液压传动与齿轮传动恰当组合的一种新型封闭双流传动机构。转向机构的方案设计、参数匹配、性能分析、强度和刚度计算一直是该领域的研究热点。该文通过建立液压机械差速转向机构传动比与液压功率分流比、液压系统排量比关系式,得出液压功率分流比的合理取值范围;采用功率流图给出不同工况下履带车辆液压机械差速转向机构内的功率流向,通过对不同工况下机构内两路功率传递的大小及方向比较,分析循环功率的存在条件及其对机构输出的影响。从而为该类机构设计、传动特性分析提供方法。

关键词：东方红差速转向拖拉机功率分流利用转向机构传动特性传动比液压机械齿轮传动

动力差速转向机构履带车辆载荷比与转向系数的关系

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农业工程学报 2012年第18期28卷 44-48页

作者：迟媛东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为了研究采用动力差速转向机构的液压机械双流驱动系统履带车辆转向时的功率增长程度,该文对其载荷比和转向系数进行理论研究,并获得了两者之间的关系,与其他转向机构的载荷比-转向系数射线比较,分析了载荷比的增长情况。通过样机试验... 详细信息

为了研究采用动力差速转向机构的液压机械双流驱动系统履带车辆转向时的功率增长程度,该文对其载荷比和转向系数进行理论研究,并获得了两者之间的关系,与其他转向机构的载荷比-转向系数射线比较,分析了载荷比的增长情况。通过样机试验和计算获得了载荷比和转向系数的数值和关系,并绘制了载荷比-转向系数射线。载荷比与转向系数的关系可用来评价动力差速转向机构的转向性能。该文为进一步分析采用动力差速式转向机构的液压机械双流驱动系统的转向性能提供了参考。

关键词：车辆转向载荷系数差速转向

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基于双功率流差速转向履带车辆关键参数研究

吉林化工学院学报 2022年第11期39卷 83-87页

作者：刘江刘维维东北电力大学输变电技术学院吉林吉林132000 北华大学机械工程学院吉林吉林132021

为了适应复杂环境和非结构化地形,提出一种具有平衡摇臂的双功率流差速转向的履带车辆动力底盘.该履带车能够实现调节地隙、自适应路面、障碍物跨越、灵活的姿态调节和稳定的姿态保持以及轮履复合的设计要求.确定了具有差速转向机构的... 详细信息

为了适应复杂环境和非结构化地形,提出一种具有平衡摇臂的双功率流差速转向的履带车辆动力底盘.该履带车能够实现调节地隙、自适应路面、障碍物跨越、灵活的姿态调节和稳定的姿态保持以及轮履复合的设计要求.确定了具有差速转向机构的履带车辆的总体构型方案,根据驱动力和行驶阻力的平衡建立了行驶模型,根据履带车辆爬坡角度和爬坡速度,建立了爬坡时所需功率模型,以此为基础,确定了移动机器人爬坡时驱动电机最大功率与最大爬坡度和爬坡时的车速之间的关系,分析和计算了履带车辆直线行驶电机、转向行驶电机、摆臂调节电机的功率,推导出了转向时内外侧履带所受的转向阻力矩,并确定了车辆对质心总转向阻力矩.该研究成果为履带车辆的样机研制和试验提供了理论依据和研究手段.

关键词：差速转向履带车辆运动学模型关键参数

差速转向农业专用AGV小车的设计与模糊控制研究

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农机化研究 2016年第11期38卷 123-127页

作者：赵晨宇陈息坤上海大学机电工程与自动化学院上海200072

农业专用自动导引小车(AGV)作为农业作业的通用运载平台,是针对具体应用环境而设计的特定用途机器人,已成为农业自动化的一个重要发展方向。为此,介绍了一种基于多轴运动控制器的现代农业自动化AGV小车。同时,针对差速转向驱动型AGV小... 详细信息

农业专用自动导引小车(AGV)作为农业作业的通用运载平台,是针对具体应用环境而设计的特定用途机器人,已成为农业自动化的一个重要发展方向。为此,介绍了一种基于多轴运动控制器的现代农业自动化AGV小车。同时,针对差速转向驱动型AGV小车路径跟随问题,首先对该AGV系统进行了理论分析和运动学建模;然后应用模糊控制理论,设计了以距离偏差和角度偏差为输入、左右驱动轮速度差为输出的模糊控制器;最后,在Mat Lab/Simulink环境中进行仿真验证。仿真结果表明:设计的模糊控制器在直线和圆周路径上跟踪性能明显优于常规PID控制器,其有效性和可行性得到了验证。

关键词：农业专用AGV 差速转向多轴运动控制器模糊控制轨迹跟踪