原文传递
基于油气悬架和Mecanum轮全向移动平台车平顺性优化与研究
| 论文题名： | 基于油气悬架和Mecanum轮全向移动平台车平顺性优化与研究 |
| 关键词： | 全向移动平台车;油气悬架;麦克纳姆轮;优化设计 |
| 摘要： | 本文研究对象是某款基于Mecanum轮的全向移动智能平台车。Mecanum轮是一种性能优越、应用广泛的全方位移动机构，由它所搭载的全方位移动机器人可以在平面内灵活地实现三自由度运动。在需要精确定位和高精度导航的场合，它可以顺利地完成搬运、装配、探测、核操作等复杂的任务。 为了深入研究Mecanum机构的运动特性及其动力学问题，本文对其动力学进行建模仿真并分析其动力学特性，并基于整车行驶平顺性，对其油气弹簧结构进行优化设计。通过仿真结果可以看出，优化之后的悬架有效地改善了其平顺性。由此展开的研究工作主要包括: (1)本文分析了Mecanum轮辊子特点，研究了其全向运动的机理，分析辊子外轮廓的理论曲线的形成原理，并对其进行参数建模，建立了辊子母线常用的几种近似建模方程，计算了辊子的相关参数，并分析了其结构和材料。 (2)基于本文所研究的Mecanum十二轮移动平台，本文建立了其运动学模型，并推导出其逆运动学方程的雅可比矩阵，得到平台车全向运动的必要条件。然后在ADAMS中建立整车动力学模型，其中路面是建立的刚体二维随机路面，辊子和地面的接触参数是通过试验测定的。对模型仿真并分析了其运动特性和引起仿真结果误差的原因。 (3)本文针对该平台车设计了单气室油气悬架，在Matlab中对悬架建立数学模型，并通过仿真分析了其刚度阻尼特性以及结构参数对其影响趋势。最后，本文建立了联合仿真优化模型，通过权重系数法确立了目标函数，接合平台车的运动工况和特性建立优化的约束条件，基于平台车运动平顺性，以油气悬架结构参数为设计变量，利用遗传算法对其进行优化。通过仿真分析优化之后的结果，平台车纵行工况下簧上质量垂向振动、俯仰振动以及车轮载荷的情况都得到了有效改善。 |
| 作者： | 李永辉 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 周兵;高晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
