【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(duì)節(jié)省勞動(dòng)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(pán)結(jié)構(gòu)相對(duì)單一，轉(zhuǎn)彎半徑大，工作不靈活，工作效率低，因此急需開(kāi)發(fā)新型動(dòng)力機(jī)械。一種基于四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)、四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向技術(shù)的柔性底盤(pán)可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輪原地轉(zhuǎn)向和90°偏轉(zhuǎn)等現(xiàn)有車(chē)輛底盤(pán)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，可以克服現(xiàn)有常規(guī)動(dòng)力底盤(pán)存在的問(wèn)題，因此柔性底盤(pán)的開(kāi)發(fā)研究對(duì)推動(dòng)農(nóng)產(chǎn)品加工與貯運(yùn)過(guò)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(pán)四輪的協(xié)調(diào)控制及其運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能的分析一直是研究的難點(diǎn)。 為了解決柔性底盤(pán)多自由度、柔性驅(qū)動(dòng)的協(xié)調(diào)控制問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了水平轉(zhuǎn)盤(pán)式柔性底盤(pán)試驗(yàn)臺(tái)，首先對(duì)試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制二維圖，用pro/E軟件對(duì)試驗(yàn)臺(tái)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(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的合理性，為柔性底盤(pán)的運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性的研究提供了新方法。 其次，完成了水平轉(zhuǎn)盤(pán)式柔性底盤(pán)試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。從硬件和軟件兩個(gè)部分對(duì)試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其中包括控制芯片、傳感器、電路元器件的選擇，控制器對(duì)力傳感器和速度傳感器信號(hào)、驅(qū)動(dòng)控制器信號(hào)及轉(zhuǎn)角信號(hào)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(jì)。 然后，在試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)和電路理論設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)樣機(jī)進(jìn)行試制，設(shè)計(jì)并試制傳感器安裝輔助裝置，對(duì)力傳感器進(jìn)行了標(biāo)定，在試驗(yàn)臺(tái)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(duì)試驗(yàn)臺(tái)控制器設(shè)計(jì)編程，并對(duì)程序進(jìn)行了調(diào)試。 最后，進(jìn)行了偏置試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)和試驗(yàn)臺(tái)直線行駛試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了LabVIEW可視化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性合理性。 本論文通過(guò)對(duì)柔性底盤(pán)試驗(yàn)臺(tái)及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和試制，以及試驗(yàn)臺(tái)上的試驗(yàn)，證明了試驗(yàn)臺(tái)及其控制系統(tǒng)的可行性，搭建的測(cè)量系統(tǒng)能準(zhǔn)確測(cè)量作用力，為深入研究柔性底盤(pán)的控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)特性、動(dòng)力特性提供了平臺(tái)。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S229.1
【圖文】：

簡(jiǎn)稱4WIS)等運(yùn)動(dòng)。四個(gè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪之間沒(méi)有機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)連接，每個(gè)獨(dú)立電動(dòng)輪由單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制，利用車(chē)輪的轉(zhuǎn)速差完成車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向功能，可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)動(dòng)力底盤(pán)無(wú)法實(shí)現(xiàn)一些運(yùn)動(dòng)形式，如圖1-1所示。圖1-1 四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車(chē)的5種運(yùn)動(dòng)形式Fig.1-1 Five motive forms of Four-wheel independent driving and steering electric cars四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)、獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車(chē)將4WID和4WIS技術(shù)相結(jié)合，該技術(shù)作為底盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)及在電動(dòng)車(chē)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(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向電動(dòng)車(chē)（4WID/4WIS電動(dòng)車(chē)）除了具有普通電動(dòng)車(chē)的采用電驅(qū)動(dòng)、無(wú)廢氣排放對(duì)環(huán)境的污染小、能源利用率高的優(yōu)點(diǎn)外，還具有轉(zhuǎn)彎半徑小，運(yùn)動(dòng)靈活的特點(diǎn)。輪與輪之間簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)底盤(pán)的行走系統(tǒng)，使得底盤(pán)更加靈活，電子控制系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，控制速度快。通過(guò)合理分配各電動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力，可提高惡劣路面條件下的行駛性能，有利于底盤(pán)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(yàn)樣車(chē) 圖1-3 香港中文大學(xué)試驗(yàn)樣車(chē)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(chē)研制了樣機(jī)，研究了四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力最優(yōu)控制方法，但都只是將傳統(tǒng)輪胎改換為電動(dòng)輪，并沒(méi)有改變?cè)熊?chē)輛的行走系統(tǒng)，仍存在操作不靈活，轉(zhuǎn)彎半徑大的缺點(diǎn)。西北農(nóng)林科技大學(xué)梅娜和路敵等對(duì)四輪獨(dú)立電動(dòng)車(chē)柔性底盤(pán)進(jìn)行了研究，并試制了試驗(yàn)樣車(chē)，樣車(chē)結(jié)構(gòu)將在第二章詳細(xì)介紹，梅娜（2010）主要是對(duì)單輪的控制進(jìn)行了研究；路敵（2011）建立了柔性底盤(pán)的運(yùn)動(dòng)模型，并用matlab/simulink軟件進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真

圖1-2 清華大學(xué)研制的試驗(yàn)樣車(chē) 圖1-3 香港中文大學(xué)試驗(yàn)樣車(chē)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(chē)研制了樣機(jī)，研究了四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力最優(yōu)控制方法，但都只是將傳統(tǒng)輪胎改換為電動(dòng)輪，并沒(méi)有改變?cè)熊?chē)輛的行走系統(tǒng)，仍存在操作不靈活，轉(zhuǎn)彎半徑大的缺點(diǎn)。西北農(nóng)林科技大學(xué)梅娜和路敵等對(duì)四輪獨(dú)立電動(dòng)車(chē)柔性底盤(pán)進(jìn)行了研究，并試制了試驗(yàn)樣車(chē)，樣車(chē)結(jié)構(gòu)將在第二章詳細(xì)介紹，梅娜（2010）主要是對(duì)單輪的控制進(jìn)行了研究；路敵（2011）建立了柔性底盤(pán)的運(yùn)動(dòng)模型，并用matlab/simulink軟件進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2804829