轮式挖掘机底盘传动创新设计 石慧芳.pptVIP

安徽工业大学 * 项目负责人：石慧芳 组员：魏来、姚如鑫、宋常健、汤腾飞 一：项目进展情况 项目主要研究的是轮式挖掘机底盘传动的创新设计，基于现阶段常规的轮式挖掘机底盘进行设计改进，改进底盘结构以及传动线路使得轮式底盘的载具在性能上能够超越履带式的载具。 我们要设计制造的轮式底盘能够比履带式跑的更快，更平稳，在实行挖掘工作的时候更稳定，自重更轻，油耗更低，对地形适应能力更强，有能力爬一定大坡度的斜面。并且对常规路面无破坏。同时我们设计的底盘结构要比市面上已经出现的轮式底盘更稳定舒适，易于操纵，不磨胎，原地转向以及原地前后左右的移动不再费时费力，且能够越过一定高度的障碍物，包括跨越与抬升底盘直接越过。 下图为已经定好的大致设计草图，利用多自由度液压油缸的移动完成轮腿的摆动与移动，锁死车轮以后车轮就可以当做支腿做简单的跨步迈步，在左右跨步时仿照螃蟹的侧向行走完成一定位移的跨步，同时改变车轮的转动角度可以完成原地旋转，调整最上面的驱动轴承以后，整个支腿平面可以转动一个角度，调整车轮角度以后两个车轮轮距可以进行改变，因此如果条件允许，将车轮外胎皮拆下甚至可以在铁轨上行驶。 图是根据上面的草图图纸做的一个简易是实体原理模型，由于各个自由度没有被控制，因此很难站起来（图中由于四个支腿的杆件轴发生旋转以后绞在一起导致其四个支腿被限制位置，因此站起来了）。 对底盘改进后，利用SolidWorks 建立的三维模型 二：项目存在的问题及应对思路和措施 主要问题，一是这种多自由度（5自由度）的控制限位以及联动的控制程序很有难度。二是车体支腿在以前后左右移动的时候，其部分液力支架需要做同步非线性运动，这就需要一个控制算法来弥补位移减小轮胎与地面的滑动。 思路是，找有关自动控制的老师咨询相关问题并自定算法，同时还需购买一定的自动控制并带有步进设备以及自我检测设备的闭环控制液压油缸以及液压马达（当然在模型阶段需要使用电动机代替液压马达，滚珠丝杠代替液压油缸，电动转向舵机代替液压转向器）。完成虚拟仿真以后才能进行实体测试研究。 三：项目研究下阶段的任务及时间安排 下一步是做好整车底盘部分的三维模型，并利用Adams，autoCAD以及Autodesk MAYA进行模型的建立以及拆装装配布局，毕竟一个部件是多个零件组成的，需要有一个合理的安装步骤以及拆卸步骤，同时要保证具体细节结构，保证现场的拆装工人能够完成，也保证各个固定支点的强度。 进行二维建模以及三维虚拟实体建模，仿真运算以及结构改进，拆卸步骤的简化与整理，总共大约需要半个学期。 最终仿真结束，于此同时实体的三维真实简化结构模型也能做出来，在制作实体简化模型的时候也是一个不断完善结构的过程，包括其旋转过程以及旋转的自由空间。 紧接着进行自动控制环节的设计，咨询学院相应的老师，同时查阅相关资料学习控制基础以及控制方案，控制算法，再在三维建模中进行控制仿真，于此同时进行控制机构的采购以及安装，再进行控制程序的编写与简化，最后将实体控制机构程序导入独立的控制单元并安装在简化模型上查看问题，并加以解决，整个过程大约需要一个学期。 最终做出一个真实的一比一比例的非简化模型，并完成控制机构的安装以及程序导入。 四：项目经费使用情况及安排 机构方面，需要购买一定的塑料结构的简易支架，同时买DIY系列的各种零件材料工具，五花八门的各种工具，钻子锯子等，在完成极小比例的结构模型以后要采购一定量的铝合金材料以及钢材，来搭建1比2比例的实体真实模型。 传动方面，需要购买成套齿轮以及齿轮组构成传动组件，还需要购买小电动机模拟液压马达，同时组成转向涡轮蜗杆组，减速增扭来提高转向灵活性，在1比2比例模型中需要滚珠丝杠来代替液压油缸以及驱动电机，包括采购的价格较为低廉的二手电动自行车后轮。 控制方面，需要购买电子电路系统，在一定情况下会购买现成的，再往里面输出数据，同时需要购买一定数量的闭环系统检测零部件。 600 1 三维实体简易原理模型材料费 8 100 4（用于输入各种模式下的程序） 自动控制模块（控制所有电力机构完成预定动作） 7 100 若干 连接导线（连接所有电动电子模组） 6 50 36 轴承组 5 150 8 滚珠丝杠（模拟液压油缸的伸缩） 4 待定 若干 铝合金及钢材钢架 3 300 16 独立直流低压电动机级减速齿轮组 2 500 4 电动自行车后轮做独立驱动轮 1 预定价格 欲购数量（个） 需要采购材料名称 采购项目 项目采购的具体表格 *