履带式行走装置（共8篇）
履带式行走装置 篇1
0 引言
履带式车辆具有接地面积大、接地比压小、附着性能好、爬坡能力强、转弯半径小及跨沟越埂能力强等优点,多数用于复杂地形车辆。履带式行走装置广泛用于工程机械和农业机械等野外作业车辆,工作条件相对恶劣,要求该机构具有足够的刚度和强度、良好的行进和转向功能[1]。现针对农业实际需要设计一种适合果园环境使用的履带式行走机械。
1 履带式行走装置的结构
履带式行走装置一般由履带、驱动轮、导向轮、支重轮、托带轮和张紧装置构成。履带与其所绕过的驱动轮、导向轮、支重轮和托带轮组成所谓的“四轮一带”,其结构如图1所示。
履带式行走装置由连接回转支承装置的行走支架通过支重轮和履带将载荷传至地面,履带呈封闭环绕过驱动轮和导向轮。为了减少上部履带挠度,履带由托带轮支撑,当履带由于磨损而延长时可由张紧装置调整其松紧度。
2 行走系统的设计
针对行走装置的实际工作环境(果园土质主要为粘土和黄土),履带行走装置的结构参数应满足以下要求:
1)整机质量≤20kN;
2)驱动功率≤10kW;
3)最大行走速度≥3km/h;
4)考虑行走装置要满足在湿地工作的要求,应保证平均接地比压不超过50kPa[3];
5)考虑行走装置的转向半径,选择履带轨距为0.7m;
6)保证行走装置直线行走时阻力较小;
7)行走装置具有较好的稳定性。
2.1 履带的选择
橡胶履带是一种橡胶与金属或纤维材料复合而成的环形橡胶带,主要适用于农业机械、工程机械和运输车辆等的行走部分。橡胶履带行走机构不破坏路面,具有接地比压小、通过性好、越野能力强、结构简单及无需维护等特点。橡胶履带为无接缝整体式设计,行走阻力比普通金属履带小15%左右,并且有吸振作用,可以减轻机器的震动,延长机器使用寿命[5]。履带中部厚、两侧渐薄的结构设计使其转向更为灵活。使用橡胶履带能改善农业机械与建筑机械等机械的行驶性能,扩大其使用范围。根据设计方案,机体质量为20kN,选择橡胶履带总条数为2条[4]。
2.2 主要参数的确定
名义接地压力(即平均接地比压或平均单位压力)为整车质量除以履带接地面积,此指标为履带车辆设计总体参数选择的依据。履带接地长度L、轨距B和履带宽度b应合理匹配,使平均接地比压、附着性能和转弯性能符合要求。履带式机械的自重和工作载荷通过履带传递到地面上,履带的接地比压决定了机械的通过性,履带的条数和总接地面积由机器质量和地面所能承受的接地比压所决定。取行走装置的工作环境允许的平均接地比压值P=50kPa,根据履带数和平均接地比压确定总接地面积A,即
式中 L—行走装置的接地长度(m);
G—机体的重力(kN);
b—履带的宽度(m)。
由公式可得
履带行走装置的接地长度和履带轨距的比值对履带行走机构的转向性能和转向所需的功率影响很大。如果比值超过1.7,履带行走装置很难转向;如果比值小于1,行走机构的直线行走能力较差,必须频繁地转向。一般L/B≈1.2～1.4,取L/B=1.3。
根据设计方案,履带轨距为0.7m,所以L=0.7×1.3=0.9m。又由经验公式得
根据节距p与机器重力G的关系[5],即undefinedmm。查找相关资料,经过分析,选定履带类型如表1所示。
2.3 驱动轮
行走驱动力矩与驱动轮半径成正比。驱动轮半径越大,驱动力矩就越大;驱动轮半径小,驱动力矩也变小。从提高变速箱可靠性、减少变速箱受力的角度考虑,驱动轮半径应尽量缩小。但驱动轮半径不能太小,因为驱动轮半径过小会使履带的弯曲应力增大,履带弯曲直径越小,应力越大,会影响履带寿命。因此,驱动轮的齿数一般不宜于少于7个[6]。驱动轮的齿数和履带的节数互为质数,目的是使驱动轮各齿轮流与节销啮合,延长其使用寿命。橡胶履带驱动轮的节距计算公式为
式中 D—驱动轮直径;
p—履带节距;
n—驱动轮齿数。
选择n=9,经计算D=0.28m。驱动轮可以安置在前部,为前驱动;也可以安置在后部,为后驱动。采用驱动轮后置方式的优点是:履带受力大的区段短,延长了履带的使用寿命,且不易造成履带下部起拱,避免了转向时履带脱落的危险。为保证驱动轮的强度,并且考虑制作成本,一般驱动轮材质采用ZG270-500,经淬火后轮齿的表面硬度达到HRC45～50。驱动轮轮齿的强度校核要按最严重的工作情况进行:转弯时,发动机全部功率传给一侧履带,并假定此时其扭矩仅有一个轮齿传递。
2.4 导向轮
导向轮直径比驱动轮直径略小,即D/Dk=0.8～0.9,取DK=0.25m。导向轮用于引导履带正确绕转,可以防止跑偏和越轨。当机器后退时,导向轮承受2倍的牵引力,即导向轮应能够承受不小于2倍最大牵引力的径向载荷。
2.5 支重轮
根据履带支重轮传递压力的情况,可以将其分为多支点和少支点两种。多支点的履带行走装置是指与地面接触的履带节数和其上的支重轮之比小于2,支重轮的直径较小,数目较多,相距较近。农业用行走机构工作多在山区或丘陵地区,路面多为土路,履带装置需要较小的平均接地比压,支重轮的压力要分配均匀,所以应采用多支点结构[7]。
在橡胶履带内有与驱动轮配合的铁齿,两铁齿之间的距离即为节距。在两铁齿之间仅有橡胶,结构如图2所示。如果支重轮排列得不好,支重轮在履带上滚动到两铁齿之间的橡胶段时,在重力作用下下压连接橡胶,造成机器行走时一起一伏,影响机器行走的平稳性,增大机器的行走阻力。因此,支重轮的排列应考虑机器的平稳性,两支重轮间的距离s一般为1.5p,2.5p或3.5p,不能是2p或3p。其目的是保证行走装置在任何时候都有支重轮作用在履带的铁齿上,从而减小或消除机器行走过程中的起伏落差,提高机器行走的平稳性,减小行驶阻力。支重轮直径越小,个数越多,履带对地面的压力就越均匀,但会增加滚动阻力。一般取支重轮的直径和橡胶履带节距关系为d=(1.5～3)p,每边支重轮的个数通常是3～5个。支重轮工作条件较恶劣,经常处于尘土中,有时也处于泥水中,所以为防止泥沙被挤入轴承中,支重轮多采用两个背对背的油封密封,既防止润滑油外泄,又防止泥沙的侵入。
2.6 托带轮
托带轮的功用是托住履带,防止履带下垂过大,以减小履带在运动中的振跳现象,并防止履带侧向滑落。托链轮与支重轮相似,但其所承受的载荷较小,工作条件较支重轮要好,所以尺寸较小。拖带轮的位置应稍靠近驱动轮端,一般为每边1～2个。考虑减小摩擦,选择托带轮个数为每边1个。
2.7 前角和后角
增加前轮高度能够提高车辆超越垂直障碍的能力,增加后轮高度使车辆爬坡及过起伏地面时可避免后轮与地面相碰撞。履带的前角指当车辆处于水平地面时,驱动轮与前部第1支重轮之间的履带与地面之间的角度,它是影响机器行走的一个重要因素。前角大,可增加履带的接地长度,减小接地压力;但前轮驱动时,前角增大(后轮驱动时后角增大),履带铁齿与驱动轮啮合的齿数就变少,造成履带铁齿和驱动轮的轮齿受力增大,会加快铁齿和驱动轮的磨损[8]。
2.8 发动机功率
履带式行走装置在行进过程中通常不允许在坡道行驶时同时进行转向,一般先停止行走,进行转向操纵,转向完成后再直线行进,所以可以根据行走装置的爬坡时直线行走选择发动机的驱动功率,并用平道转弯时所需的驱动功率进行校核。发动机功率的计算公式为
式中 N—发动机功率(kW);
Q—履带行走机构的驱动力(kN);
V—行走机构的行驶速度(km/h);
η1 —传动机构效率;
η2—履带行走装置效率。
行走装置在不同路面行走时,由于土质不同,所以滚动阻力不同,外部行走阻力F1可以用机器的重力G和外部滚动系数f1来表示,即
式中 f1—外部滚动系数,f1=0.07[8]。
内部阻力F2主要为零件内部产生的摩擦力,即
一般f2为0.05～0.07,取f2=0.06。
取η1=0.95,η2=0.90,则发动机功率为
考虑机器在行走过程中其它工作装置同时工作,取发动机功率储备系数为2.15,选择发动机输出功率为6kW。
3 行走系统的参数确定
根据上述计算分析,最终确定行走机构形式为2条橡胶履带,多支点,支撑轮与履带架为刚性连接。其参数为
单边履带接地长度L/ m:0.96
履带轨距B/m:0.7
驱动轮分度圆直径d1/ m:0.28
导向轮外圆直径d2/ m:0.25
支重轮外圆直径d3/ m:0.12
发动机功率Q/ kW:6
单边支重轮数量/个:5
支重轮间距/m:0.192
单边托带轮数量/个:1
托带轮外圆直径d4/ m:0.1
前接近角/后接近角/(°):20/18
发动机转速/r·min-1:3 600
3.1 平均接地比压的校核
参数确定后,要根据实际情况对平均接地比压参数进行校核,以确定零件是否满足强度要求。P=G/(2Lb)=45.29kPa。由于P=45.29kPa<50kPa,因此平均接地比压满足实际要求。
3.2 张紧力的调整
履带的张紧方式一般有固定张紧和弹簧张紧。在履带的预张紧力的计算上,一般都采用经验公式计算,以机器重力乘以一个经验数作为履带的预张紧力,但往往不能适应于不同的履带行走机械。张紧力太大,功率损失大,并使履带产生非常大的张力,导致履带伸长,节距发生变化,会加快各部零件的磨损;张紧力偏小,履带又变得很松,行走时会发生跳齿,转向失灵,履带容易脱轨。两条履带张力的明显差异还会使行走方向产生偏移,当支重轮、导向轮发生脱轨现象时,行走方向的偏转最后直接导致脱轨事故的发生。履带的静态张紧度是按履带松边(上方区段)的下垂量h值确定的,一般取h=(0.015～0.03)L0。L0为张紧轮与驱动轮间中心距[9]。
4 结论
本文以农业机械的实际工作环境为背景,对履带式行走装置、关键机构的设计以及参数的确定等问题进行了分析研究。通过对提出方案的设计,总结了农业机械履带式行走装置设计应遵循的原则,就履带在水平面内的接地长度、履带宽度和轨距以及驱动轮、导向轮、支重轮设计方法和注意事项进行分析,保证了平均接地比压不大于允许值,确定了行走装置良好的通过性,同时考虑履带宽度和接地长度取值不会影响转向性能和整机尺寸,为农业用履带行走装置的设计提供了参考依据。
参考文献
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行走助力装置 篇2
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履带式行走装置 篇3
履带式拖拉机行走装置由悬架、支重轮、履带、驱动轮、托带轮、导向轮和张紧装置等组成。
1.1 悬架和支重轮
悬架用于连接车架和支重轮,将车架承受的全部质量传给支重轮,并利用弹性元件缓和行驶中的冲击。
履带式拖拉机的悬架分为半刚性悬架和弹性悬架两种形式。部分机体质量经弹性元件,而另一部分质量经刚性元件传给支重轮的称半刚性悬架,红旗-100型拖拉机的悬架属于此型。全部机体质量都经弹性元件传给支重轮的弹性悬架,东方红-802、1002、1202型拖拉机采用平衡式弹性悬架。
悬架又称台车架,将4个支重轮安装在台车架上就构成了支重台车,支重台车经滑动轴承装在车架的台车轴上,可绕台车轴摆动。台车架的内平衡臂为短臂,外平衡臂为长臂,它们用摆动轴铰链连接,二者间装有2根螺旋方向相反的悬架弹簧。东方红-802、1002、1202型拖拉机有4台支重台车承担整机质量。遇到障碍物时,其中一个平衡臂同支重轮一起分别绕摆动轴和台车轴向上摆动,压缩悬架弹簧而升高。越过障碍物以后,悬架弹簧伸长,平衡臂和支重轮恢复原位。这样,弹簧的缓冲作用减小了拖拉机在不平地面行驶的冲击。
支重轮通过悬架承载机体质量,沿着履带铺设的轨道前进,并防止履带横向滑脱,实现拖拉机顺利转向。
1.2 履带和驱动轮
履带将拖拉机的重力传给地面,并保证拖拉机产生较大的驱动力。东方红-1002、1202型拖拉机采用新型的整体铸造节销式七孔履带板。钢板履刺除边缘两个与销孔轴线平行外,其余均倾斜20°角,以增强纵向与侧向的附着作用;板上的凸起导向筋卡在支重轮边缘,防止履带滑脱。每条履带由43块履带板和履带销铰接而成,履带销一端镦粗,另一端装有垫圈和锁销,安装时镦粗端朝外,避免其向内窜出划破挡泥板。
驱动轮使履带作卷绕运动,前方铺设在地面上,后方卷起,使拖拉机行驶。驱动轮轮齿与履带节销相啮合。
1.3 导向轮和张紧装置
导向轮和张紧装置的功用是引导履带运动、防止横向滑脱,保持履带具有合适的张紧度,减轻履带运动中的弹跳,并起缓冲作用。
拖拉机遇到冲击时,导向轮和拐轴向后摆动,形成叉形进一步压缩张紧弹簧,冲击力由弹簧吸收起到缓冲作用。
1.4 托带轮
托带轮托住履带上方区段,防止履带下垂和侧向脱落。
2 主要技术调整与维护
2.1 履带的张紧度调整
应及时检查调整履带的紧度,标准紧度以两托链轮中间履带下垂30~50 mm为合适。不得将链轨调得过紧或过松,否则会加速行走机构的磨损。
调整方法:拧紧张紧螺杆上的调整螺母,使导向轮前移张紧履带。若张紧螺杆拧到最大限度,履带下垂度仍然过大,则应取下一节链轨板。
2.2 导向轮轴向间隙的调整
拆下导向轮盖,松开锁紧螺母,将调整螺母拧紧,使轴向间隙消除后,再将调整螺母退回1/5~1/4圈,此时导向轮应能灵活转动,调好后将锁紧螺母上紧。
2.3 支重台车轴向间隙的调整
顶起拖拉机,将支重台车抬离履带轨道,顺轴向晃动支重台车,用厚薄规测量止推垫圈与外平衡臂端面间的间隙。正常间隙应为0.2~0.5 mm,超过0.5 mm,则必须进行调整。调整时拧下台车紧固螺钉,取下止推垫圈,抽去相应数量的调整垫片,再装回止推垫圈并上紧紧固螺钉,检查间隙是否适当。调整好后,支重台车应能在台车轴上自由摆动而又无明显的轴向晃动。
2.4 支重轮轴向间隙的调整
顶起拖拉机,将被检查的支重轮抬离履带轨道,顺轴向晃动支重轮,检查支重轮的轴向间隙,若间隙超过0.5 mm,则必须调整。调整时先摊开锁片,拧下支重轮螺母,用专用工具拆下支重轮,并拆下密封壳,可取出全部调整垫片,再装上密封壳并压紧,以消除轴承间隙。将适当厚度的调整垫片和密封壳一起装回,上紧固定螺钉,并用铜锤敲击支重轮轴数下,用手顺轴向晃动支重轮轴,若感觉不到轴向间隙,又能用手轻松地使轴转动,即调整适当。在装回支重轮前,应检查密封装置有无损坏,整个密封装置在支重轮内的状态应完好,然后将支重轮压装到支重轮轴上,再装上轴端的橡皮圈和锁片,上紧支重轮螺母,并用锁片锁牢。
2.5 注意润滑油漏失检查
行走机构的润滑非常重要,很多支重轮轴承“烧死”而导致报费,就是因为漏油而没有及时发现。一般认为以下5处有可能漏油:由于挡环和轴之间的O形圈不良或损坏,从挡环外侧与轴之间漏油;由于浮封环接触不良或O形圈缺陷,从挡环外侧与支重轮、引导轮、驱动轮之间漏油;由于支重轮、引导轮、驱动轮与衬套之间的O形圈不良,从衬套与滚轮之间漏油;由于加油螺塞松动或锥形螺塞密封的座孔损坏,在加油螺塞处漏油;由于O形圈不良,在挡盖与滚轮之间漏油。因此,平时应该注意检查以上部位,并按照各部位的润滑周期定期添加、更换润滑油。
2.6 注意检查螺栓螺母紧固情况
履带式救援机器人行走系统设计 篇4
我国是世界上灾难发生最为严重的少数国家之一,具有灾害种类多、发生频率高和分布地域广等特点。如果能够使用具有探测救援能力的机器人,通过接受控制中心的命令,有效地在危险环境中进行搜救或返回有用信息,将会为营救人员提供最有效的帮助,具有十分巨大的应用价值。
早在1968年,美国科研人员就开始对移动机器人进行研究。起初,移动机器人技术主要应用于军事领域的活动,例如战场侦察、排雷、防化、信号干扰或直接作战等。但随着移动机器人应用领域的拓展以及人们发现灾难现场环境与军事战场环境有不少相似之处,这说明军用机器人在经过适当的改进之后便可推广到灾难救援领域。在现今的救援活动中,已有直接应用在救援领域的移动机器人[1,2,3],例如加拿大Inuktun 公司的机器人(Micro VGTV,Micro trace和Mini traces)、美国Foster-Miller公司提供的机器人(SOLEM,Talon和Urbot)以及iRobot公司的Packbot和ATRV。国内已有不少专家学者意识到救援机器人的重要性,并在该领域开展了广泛的研究且已有一定成果,如沈阳自动化研究所的蛇形机器人、北京理工大学的轮—履式救援机器人。
1 救援机器人行走系统总体方案设计
本文提出的救援机器人行走系统本体部分由主体、主履带移动机构、摆臂机构3个模块组成,如图1所示。主体模块将左右主履带移动模块连成一个整体,主要用于安装各种传感器、机械臂、控制硬件及电池;主履带移动机构模块内部装有传动机构及电动机,用于实现救援机器人的前进、后退以及转向;救援机器人共有四个摆臂机构模块,均可相对于主体模块独立正反旋转360°,实现多种组合姿态,以辅助支撑的形式使得救援机器人能平稳地通过各种障碍和复杂地形。
从图1可知,救援机器人的三大模块对称分布,主体模块位于机器人正中,主履带移动机构模块上下对称,4个摆臂上下、左右对称。因此,机器人结构对称、紧凑,重心位于其中心附近,有利于提高机器人平稳性。
2 救援机器人行走传动方案设计
救援机器人行走传动系统由两部分组成:履带转动传动系统和摆臂摆动传动系统。根据设计要求,机器人由两个主履带和4个相互独立、可自由转动的摆臂履带组成,共有6个自由度。
为使结构紧凑,救援机器人所有传动均内置于主履带中,即每个主履带内部包裹有3个电动机及传动零部件,如图2所示。
图3为两自由度输出传动结构图,其主轴采用了内外套轴结构,以满足双自由度输出的需要。图中,两个直流伺服电动机1,13经两套蜗杆传动减速后分别驱动内轴4和外轴9。两自由度的传动路径如下:1) 履带转动传动系统:1→2→3→5→4→6(7);2) 摆臂摆动传动系统:13→12→11→10→9→8。
上述传动设计简洁紧凑。首先充分利用了主履带模块的内部空间,减小了机器人的体积;其次外轴与摆臂内侧板直接固连,减小了摆臂运动的空程误差;再有,对称的机构布局可以使得机器人的质心在几何中心附近,有利于运动控制。紧凑的传动布局使得机器人存在充足的空间来安装电动机和电池。
3 救援机器人越障过程分析及尺寸参数设计
救援机器人的越障性能不仅与障碍的形状特点有关,更与机器人的机构特点息息相关,是一个环境与机器人交互作用的结果。在机器人设计过程中,需针对具体的灾难环境设计机器人的关键尺寸,以保证机器人的机动性与越障性能。灾难环境可分为结构地形和非结构地形,结构地形包括楼梯、高台、斜坡等规则地形。在确定尺寸时,结构地形是尺寸设计的重要参考依据,而非结构地形无法具体尺寸量化。但是当救援机器人能够顺利通过结构地形,则表明机器人具有通过非机构复杂地形的能力,因为非结构地形可以看作是由若干结构地形组合而成。
下面将基于结构地形(迷宫宽度、高台、楼梯)的具体尺寸及对机器人所提出的各项性能要求来确定机器人的各项重要尺寸。需要确定的机器人尺寸包括:主履带移动模块和摆臂模块的长度、主履带移动模块和摆臂模块各履带轮的直径及机器人的宽度。最终使机器人在满足越障的性能要求下,具有更加灵巧的尺寸。
针对机器人的结构分布及其工作环境,做出以下假设:1) 机器人的重心保持在其对称中心,不随机器人的姿态的变化而波动;2) 机器人越障过程均为低速,匀速运动,且与环境保持平稳接触。
在机器人实际行走过程中,重心是随着机器人姿态的变化而波动的。如果机器人以较大的速度冲越障碍时,则存在着较大的不确定性。为此,在理论计算出机器人尺寸时,参考已有救援机器人的尺寸,附加一定余量,保证机器人尺寸能够满足环境要求。
3.1 走廊行走
根据建筑的设置标准,走廊的宽度W=1200mm。救援机器人需在内自由行走、转向,能够灵活运动。假设车体的宽度为B,长度为L。履带式移动机构具有绕其几何中心转向的特性,如图4所示。假设机器人中心点位于迷宫通道中间时,若需要机器人能够灵活转向掉头,即需机器人的对角线长度小于迷宫通道宽度:
L2+B2≤W2 (1)
3.2 上下楼梯
楼梯是灾难场所中典型的结构环境之一,是机器人尺寸设计的重要依据。就关节式履带机器人而言,若使机器人能够平稳地爬楼梯,机器人展开的长度必须大于或等于两个台阶,以确保机器人与楼梯之间平稳接触。所以,为了机动性要求,需要根据障碍的结构尺寸来具体分析机器人的尺寸约束条件。若机器人的重心不随其姿态的变化而产生变化,并假设:1)摆臂的长度必须高于台阶的高度,并且当摆臂与台阶形成一角度时,有足够的驱动力将机器人撑起;2)机器人的展开总长可以跨越三个台阶[5]。
救援机器人的上楼梯过程可分解为图5所示的8个阶段。对其中的关键姿态的分析,可得出尺寸的约束条件。
a) 上楼梯阶段
在上楼梯阶段,机器人的关键姿态如图6和图7所示。在整个上楼梯过程中,机器人最少保持履带与两个台阶边缘接触,且重心必须位于两个接触点的中间,防止机器人与台阶之间产生冲击。
摆臂的中心距为L1,主体的中心距为S,假设机器人的重心位于其中心点即点O。摆臂大带轮和小带轮的半径分别为R,r,重心到机器人底边的距离为E。
如图6所示,根据假设条件1,可得:
H≤R+(L1-r)×sinα (2)
如图7所示,要使得机器人平稳地从第一级台阶爬到第二级台阶,就需要在后侧摆臂机构离开第一级台阶边缘M1时,机器人的重心O的竖直投影应落在第二级台阶边缘M2的右侧,且前侧摆臂机构接触到第三级台阶的边缘M3。即得到如下关系式:
b) 下楼梯阶段
同理,为了使机器人在下楼梯阶段能平稳的从第二台阶过度到第一台阶,需要以下关系式:
根据式(1)～(4),并结合机器人结构参数和楼梯参数:W=1200mm,H=200m,α=50°,b=250mm,h=200mm,通过计算确定对机器人总体结构尺寸如表1所示。
4 结论
提出了一种履带式救援机器人行走系统的实现方案,从总体设计方案、传动方案设计和越障过程分析等方面进行了详细的分析,该结构保证了机器人的机动性和越障性等各项性能,从而使得机器人得以在复杂环境中活动自如,真正实现救援功能。
参考文献
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履带式行走装置 篇5
推土机履带行驶系统包括车架 (或机架) 、行走机构和悬架三部分。车架是整车的骨架, 用来安装所有的总成和部件, 使全车成为一个整体。行走机构是用来支持机体, 把动力装置传到驱动轮上的驱动转矩和旋转运动转变为车辆工作与行驶所需的驱动力和速度。悬架是车架和行走装置之间互相传力的连接装置。
履带式与轮式行驶系统相比, 有如下特点:一是支承面积大, 接地比压小。因此履带推土机适合在松软或泥泞场地进行作业, 下陷度小, 滚动阻力也小, 通过性能较好。二是履带支承面上有履齿, 不易打滑, 牵引附着性能好, 有利于发挥较大的牵引力。三是结构复杂, 重量大, 运动惯性大, 缓冲性能差, “四轮一带”磨损严重, 造价高, 寿命短。因此履带推土机的行驶速度不能太高, 机动性能也较差。四是履带推土机还可在高温场地工作, 加之其“低比压”、“大牵引力”的突出优点是轮式车辆无法代替的。
2 履带式推土机的行走机构各部件出现的主要故障
推土机的行走机构主要包括“四轮一带”即驱动轮轮、引导轮、支重轮、托链轮和履带。下面就各部件可能出现的故障以及如何正确使用、维护进行简单论述。
履带式推土机行走机构出现的主要故障是磨损, 磨损主要表现在以下接触部位:驱动轮轮齿与履带销套外表面:引导轮与履带链轨节滚道面;支重轮与履带链轨节滚道面;托链轮与履带链轨节滚道面;履带销与销套接触面;履带板与地面等。
2.1 履带的磨损
在干式履带 (相对于润滑型履带和密封型履带) 的行走机构中, 履带没有润滑, 致使在工作过程中造成了履带销与销套之间因相对运动而产生磨损。履带中销和销套间的磨损是不可避免的, 也是正常的, 但这种磨损会使履带的节距伸长, 使履带过大。这一磨损情况继续下去, 履带就会产生侧面移动, 从而引起引导轮、支重轮、托链轮、驱动轮齿等零部件的磨损, 同时也更加剧了履带销与套的磨损。履带的磨损还表现在因履带板与地面接触而使履带履刺高度的减小以及因履带链轨节滚道面与引导轮、托链轮、支重轮接触而造成的履带链轨节高度的减小。
2.2 驱动轮的磨损
驱动轮轮齿的磨损常发生轮齿的根部、前后侧面、左右侧面和轮齿顶部。当推土机向前行驶, 轮齿托起履带销套时, 磨损发生在轮齿的前侧面;反之, 当推土机向后行驶时, 磨损发生在轮齿的后侧面。当履带太松, 产生履带偏斜, 轮齿冲击链轨节的侧面时将造成驱动轮轮齿侧面的磨损。
2.3 引导轮的磨损
引导轮的磨损是由于接触链轨节的滚道面产生的, 而引导轮体凸起宽度的磨损则是由于与链轨节的侧面接触产生的。表现为:引导轮体凸起宽度的减小;引导轮体滚道面直径的减小。
2.4 托链轮的磨损
托链轮的磨损是由于接触链轨节的滚道面而产生的。表现为:托链轮凸缘宽度的减小;托链轮滚道面外径的减小;托链轮凸缘外径的减小。
2.5 支重轮的磨损
支重轮的磨损同托链轮、引导轮的磨损一样, 也是由于接触链轨节的滚道面而产生的。具体表现为:外凸缘直径的减小;滚道面直径的减小;双边内凸缘直径的减小;双边内凸缘宽度的减小;外凸缘宽度的减小。
3 如何正确使用、维护行走机构
3.1 正确选择履带
岩石型履带的耐磨性是靠高锰钢履带板表面的工作硬化效应实现。如果在软岩地带使用岩石型履带板, 就无法产生工作硬化效应, 硬度没有得到提高, 磨损很快。此时最好选用软岩用单齿履带板, 也可以用接近修理限度的履带板或焊修后的履带板。因此, 履带要按照土壤类别和机械作业条件选用。
(1) 普通土壤条件下, 应选用单齿履带板, 其履带板齿廓尖锐, 抓地牢固且牵引力大。如果用于岩石作业, 因其强度不足, 可能会弯曲或断裂。
(2) 岩石土壤条件下, 应选用岩石型履带板和长寿命履带板。这种履带板强度高, 抗磨性好, 在石方作业时, 由于冷作硬化作用, 履带板表层2~3m m始终保持高硬度;此外, 履带板螺栓护筋、加强筋和相对较厚的齿截面厚度, 都使岩石型履带抓地不牢, 但这种履带抗扭、抗弯强度高, 履带螺栓拧紧度好, 连接强度高。
(3) 装载和掘雪作业时, 宜采用半双齿履带板。其履带齿高度介于单齿和三齿履带板之间, 有两个不等高的履带齿, 具有牵引力大和可阻止频繁转向的特点, 这种履带齿厚度大, 在重载下抗扭、抗弯强度高, 缺点是在较硬的地面上乘坐舒适性差。
(4) 在湿地、雪地上应分别采用湿地履带板和雪地履带板。湿地履带板横截面为3段圆弧, 接地面积大, 浮力大, 无齿尖, 不会割断地面任何物体;两端有特别的弧形截面, 可防止侧滑。缺点是强度低、易变形, 除湿地外均不适用。雪地履带板有筋, 履带齿带台阶, 可阻止侧滑, 板面切去了后缘, 易于挤出存留在履带板上的冰雪。如果用于普通土壤和岩石, 履带易磨损或损坏。
3.2 正确操作使用
(1) 禁止不当的高速行车。高速行驶的履带行走机构, 将使销套与驱动轮、履带节与引导轮、履带节与支重轮等在冲击负荷下互相撞击, 造成驱动轮齿面、销套外圆、引导轮踏面、支重轮踏面、履带节踏面过早磨损, 还会造成销套和履带板开裂、支重轮凸缘损坏、履带节销断裂;此外, 冲击力还会使履带架、主车架的底盘零件产生裂纹、弯曲或断裂。
(2) 不要使履带板在过载下打滑。如果履带板滑动, 会引起燃料的无功损耗, 缩短履带板寿命;一旦履带开始打滑, 就应减小过大的负荷。
(3) 不要长期让一侧履带承载。如果长期使大部分负荷作用在单侧履带的下工作, 行走机构零件会因受力不均过早磨损或损坏。
(4) 应尽量避免跨越飘石行驶。如果底盘斜驶在飘石上, 超过了平衡臂的摆动量, 弯矩或推力将作用在履带架和行走机构的零件上, 冲击负荷会使行走机构零件和各种底盘零件出现裂纹、扭曲、断裂等损坏。
(5) 机械应停放在平地上, 避免停放在斜坡上。如停在斜坡上, 重力产生的静推力造成浮动油封 (O形圈) 变形损坏, 时间一长就会漏油。
3.3 正确维护
(1) 履带保持适当的张紧度
如果张紧过度, 引导轮弹簧张力作用于履带销及销套, 销子外圆和销套内圆一直受到高挤压应力, 运转时销和销套产生过早的磨损, 同时引导轮张紧弹簧的弹力还作用于引导轮轴和轴套, 产生很大的表面接触应力, 这使引导轮轴套容易磨成半圆, 履带节节距容易拉长, 并且会降低机械传动效率, 浪费发动机传给驱动轮和履带的功率。如果履带张紧过松, 履带容易脱离引导轮和支重轮, 而且履带失去正确的对中, 使运行的履带波动、拍打、冲击, 造成引导轮和托轮的异常磨损。
履带张紧度的调整, 是通过给张紧缸注油嘴加注黄油或从放油嘴放出黄油, 参照各机型的标准间隙作调整。当履带节节距拉长到需要拆下一组履带节时, 驱动轮齿面与销套的啮合面也会受到异常磨损, 此时应在啮合状况恶化前进行适当处理, 比如将销与销套翻面, 更换磨损过度的销与销套, 更换履带节总成等。
(2) 保持引导轮位置对中
引导轮不对中对行走机构其他零件有严重影响, 因此调整引导轮导板与履带架之间的间隙 (修正不对中) 是延长行走机构寿命的要点。调整时用导板与轴承之间的垫片来修正, 如果间隙大, 拆去垫片;间隙小, 增加垫片。标准间隙为0.5~1.0m m。
(3) 在适当时刻将履带销与销套翻面
在履带销与销套的磨损过程中, 履带节节距被逐渐拉长, 造成驱动轮与销套的啮合不良, 导致销套破损和驱动轮齿面异常磨损, 会引起蛇行、拍打、冲击, 大大缩短行走机构的寿命。当通过调整张紧度仍不能恢复节距时, 就需要将履带销和销套翻面, 以得到正确的履带节节距。在现场有两种决定履带销与销套翻面的时刻;一种方法是查定履带节节距拉长3m m的时刻;另一种方法是查定销套外圆直径磨损3m m的时刻。
(4) 螺栓螺母及时拧紧
当行走机构的螺栓松动时, 容易折断或丢失, 引发一系列的故障。日常检修保养应检查以下螺栓:支重轮和托轮的安装螺栓, 驱动轮齿块安装螺栓, 履带板安装螺栓, 支重轮护板安装螺栓, 对角撑条头安装螺栓。主要螺栓的拧紧扭矩参考各机型的说明书。
(5) 及时润滑
行走机构的润滑非常重要, 很多支重轮轴承“烧死”而导致报费就是因为漏油而没有及时发现。一般认为以下5处有可能漏油:由于挡环和轴之间的O形圈不良或损坏, 从挡环外侧与轴之间漏油;由于浮封环接触不良或O形圈缺陷, 从挡环外侧与支重轮 (托轮、引导轮、驱动轮) 之间漏油;由于支重轮 (托轮、引导轮、驱动轮) 与衬套之间的O形圈不良, 从衬套与滚轮之间漏油;由于加油口螺塞松动或锥形螺塞密封的座孔损坏, 在加油螺塞处漏油;由于O形圈不良, 在挡盖与滚轮之间漏油。因此, 平时应该注意检查以上部位, 并按照各部位的润滑周期定期添加、更换。
(6) 检查裂纹
应及时检查行走机构的裂纹, 并及时焊修、加强。
摘要：本文主要分析了履带式推土机行走机构的特点、磨损形式, 并提出了正确使用、维护的方法。
履带式行走装置 篇6
1 行走要求
GTBY25A履带式蜘蛛车要求行走速度无级调节、根据路况的变化切换高低速等。行走控制系统应满足以下要求:(1)前进后退都可以实现整个速度范围内的无级变速;(2)起步、转向和停车过程均匀平稳,行走过程中加速和减速过程均匀平稳;(3)行走分高、低2挡,适合不同路况要求;(4)应能走直线;(5)有19°爬坡能力;(6)应能实现停车制动。
GTBY25A履带式蜘蛛车主要参数见表1。
2 行走液压系统驱动方案确定
G T B Y 2 5 A履带式蜘蛛车行走液压系统采用先进的电比例控制,主要由发动机(或电动机)、液压泵、电比例阀、液压马达、减速机等组成。发动机带动液压泵,液压泵将机械能转化为液压油的动能,液压油经比例阀驱动液压马达,液压马达带动行星减速机实现履带的行走。行走液压系统初步确定两种方案,方案1是单泵供单马达(见图1),能有效防止马达直线行走时跑偏,尤其是当一侧行走马达遇到外部障碍时,系统仍能保证各马达的可靠行走,但是不论何种工况,两泵都得同时工作,尤其是在蜘蛛车爬坡时,功率损失比较大,需配备较大功率的发动机。方案2是双联泵供双马达(见图2),此方案需在阀前加压力补偿阀,以防一侧马达遇到外部障碍时转弯。可以实现直行快走时两泵合流,爬坡时其中1个泵工作,另外1个泵卸荷,这样就可以降低发动机的功率。通过以上分析可知方案1可有效防止跑偏问题但需要配置较大功率的发动机,而方案2通过前加压力补偿阀也可以防止跑偏问题,同时可大幅度降低发动机的功率,成本较低,因此选用方案2。
3 行走液压系统元件选型
3.1 行走液压系统运行阻力计算
履带式蜘蛛车运行时总阻力F由4部分组成即
式中F1——履带构件中的内部摩擦阻力;
F2——机械使地面土壤变形产生的阻力;
F3——坡道阻力;
F4——转弯阻力。
1)内部摩擦阻力
此处取F1=0.06mg,式中m为机械质量(kg)。
2)支承面土壤变形阻力
式中:f为履带式机械运行时,土壤变形引起的滚动阻力系数,参考表2[1],此处f取0.12。
3)坡道阻力
式中:α为坡度角。
4)转弯阻力
F4≈(0.3～0.325)mg,此处取0.32mg。
可算得最大运行阻力F=48 074N,但此处考虑到蜘蛛车的实际工作环境,只按直线+行走+转弯来计算阻力F′=F1+F2+F4=30 576N。
3.2 行走液压系统元件选型
满载工况下车辆的最大行驶速度和最大爬坡度标志着行走系的性能,也是行走液压元件选型的主要计算依据。
3.2.1 马达的选型
所选择的液压马达应具有足够大的扭矩和合适的排量来保证履带行走装置的性能要求。液压马达的参数主要是排量和输出的扭矩。此处选用马达具体参数见表3。
履带行走装置要克服的扭矩
式中F—履带式蜘蛛车运行时总阻力;
R—驱动轮半径。
单个行走马达输出扭矩T1(即减速机输入扭矩)
式中:η为减速机的机械效率,取0.95。
单个马达理论输出的最大扭矩T12(即减速机输入扭矩)
3.2.2 泵的选型
泵的选取首先要能够充分传递发动机的输出功率,同时应满足马达流量的要求。在系统压力等级确定以后,泵选型主要是泵排量的选择[2]。此处选择双联齿轮泵排量为8ml/r+8ml/r。
直线行走时液压泵流量,
式中q—泵的排量;
n—发动机转速,此处取2 800r/min;
ηv—泵的容积效率,此处取0.97。
马达转速
式中ηm—马达的容积效率,取0.95;
Vg—行走马达的最小排量。
减速机输出转速
车的行走速度
式中Dw—驱动轮直径。
3.2.3 发动机功率选取
发动机与液压系统的匹配要求是无论液压系统压力如何变化,发动机均要工作在正常转速范围内,保持高功率输出,且不能出现熄火。关键是液压泵排量和发动机负荷的匹配。发动机功率选取不但要考虑发动机输出扭矩和功率,还要考虑到上车、下车分别操作时所需功率,此处选用10kW发动机。
4 结论
通过对GTBY25A履带式蜘蛛车行走液压系统的分析和设计计算,确定了行走液压系统设计方案和元件的选型,完成了对GTBY25A履带式蜘蛛车行走液压系统设计。通过样机调试证明该系统在复杂工况下能够运行平稳,并具有良好的牵引性能和稳定性。
参考文献
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[2]韩慧仙,曹显利.集装箱堆高机行走液压系统设计[J].工程机械,2007,38(9):53-55.
履带式行走装置 篇7
1. 故障现象
今年我们在对1台6t级小型履带式液压挖掘机样机进行工业性试验时,发现该机在松软土质地面无法行走。检查其履带张紧度适中,履带下垂量在合理范围内,说明履带调整正常。仔细检查发现,当履带下半部分被黄土淹没、履带及链轨齿槽中有明显积土时,履带呈现绷紧状态,引导轮有明显后缩现象,履带严重卡滞,挖掘机无法行走,如图1所示。
2. 分析及排查
根据以上故障现象,初步判定导致挖掘机在松散土质地面不能行走可能有4种原因,如下所述。
(1)行走马达无力
行走马达无力的原因可能是行走马达设计的驱动力不够,行走马达压力过低,以及行走马达本身故障。清除履带中的物料,将挖掘机移至工况较好硬质地面,该挖掘机行走良好,行走系统引导轮、支重轮、托链轮、链轮及履带运转正常,张紧装置张紧适度,由此说明行走马达无故障。将该挖掘机开至规定的坡道进行爬坡试验,其爬坡能力达到设计要求,由此说明其行走液压系统驱动力正常。
(2)履带跳齿
履带“跳齿”是指链齿从链轨的链节上滑脱,而履带不动作。现场观察挖掘机无法行走时,未发现行走过程中有“咯蹦、咯蹦”的异响。由此排除“跳齿”的可能。
(3)引导轮伸缩受阻
该挖掘机引导轮受到履带施加压力时,若张紧装置或引导轮轨道卡滞,将造成引导轮伸缩将受阻。检查引导轮伸缩轨道无干涉现象,引导轮与车架之间无异物,张紧装置无卡滞,由此排除引导轮伸缩受阻可能。
(4)张紧装置压缩行程偏小
张紧装置压缩行程偏小的表现主要有2方面:一是张紧装置滑动行程过短;二是张紧装置弹簧刚度过大,张紧弹簧压缩量偏小。
链轨节内存有积土后,链轮的节圆直径变大,(履带长度不变)引导轮受履带拉动向后缩回,履带方可正常运行。若张紧装置伸缩行程过短,链轮将无法运转。
我们将故障情景重现,观察张紧装置压缩时引导轮的收缩量,发现引导轮向后的极限滑动距离为15mm。为进一步确认该分析的准确性,将张紧装置调节缸调短30mm左右,让履带处于足够松弛状态,以补偿链轨内堆积泥土时履带的长度。重新测试结果表明,行走卡滞问题得到了显著改善,引导轮向后滑动距离明显超过调整前的极限滑动距离(15mm)。通过上述分析,可确定该挖掘机在松散地面不能行走的原因是张紧装置压缩行程偏小。
3. 张紧装置设计校核
挖掘机张紧装置的作用是保持履带适当的张紧度,在引导轮受到外力冲击时,张紧弹簧收缩吸收冲击,防止履带和链轮损坏。因此在设计张紧装置时,应重点关注预紧力和行程。该挖掘机张紧装置结构如图2所示。
(1)预紧力校核
张紧装置的最小预紧力一般是根据经验公式计算,以挖掘机在正常条件下行走时单条履带牵引力的1.6～1.8倍确定。该预紧力能保证挖掘机正常行走,不会出现张紧弹簧被压缩的情况。张紧装置最小预紧力可按下式计算:
式中:Fmin——张紧装置最小预紧力,N;
A——折算系数,取1.6～1.8;
Ft——单条履带的最大牵引力,N。
单条履带张紧力可按下式计算:
式中:F——链轮最大驱动力,N;
μ——地面附着系数,取0.15;
g——重力加速度,取9.8m/s2;
m——整机质量,kg。
已知链轮最大驱动力F为25500N,整机质量m为5800kg,根据公式(1)、(2)可知最小的预紧力Fmin为33600～37800N。
我们查阅相关设计资料,张紧装置的最大预紧力应取最小预紧力的2倍,可按下式计算:
式中:Fmax——张紧装置最大预紧力,N。
根据公式(3)可知最大预紧力Fmax为67200～75600N。
我们查阅原设计方案,发现该机原设计方案中最小的预紧力Fmin,为48020N,最大的预紧力Fmax为74931N。对比上述数据,可知原设计方案中最小预紧力偏大。
(2)压缩行程校核
张紧装置的弹性行程是指张紧弹簧从预紧状态到最大变形状态的变形量。张紧装置的弹性行程应能在各种恶劣工况下(如挖掘机跨越障碍、履带链轨内堵塞污泥或嵌入石块等),对履带长度给予补偿。
在履带设计中,为避免履带从引导轮和链轮中脱离,链轮齿高应大于引导轮轮缘高度。故确定履带和链轮啮合的极限时,为使链轮与链轨间卡入石块时不至于卡滞,应确保链轨轴可以在链轮齿顶圆上滑动。履带在链轮齿顶圆上滑动时,履带拉动引导轮后移量为弹簧弹性行程,弹簧行程按下式计算:
式中:S——弹簧弹性行程,mm;
De——链轮齿顶圆直径,mm;
Di——链轮齿根圆直径,mm。
该挖掘机链轮直径De为480mm,链轮齿根圆直径Di为422.5mm,满足链轮齿高大于引导轮轮缘高度,根据公式(4)得出S应大于45.1mm。而原设计方案中弹簧压缩行程仅为37mm,明显偏小。
4. 改进措施
综上所述,原设计方案存在弹簧压缩行程偏小、最小预紧力偏大、弹簧刚度过大的问题。通过与张紧装置供方进行技术沟通,对张紧装置预紧力和行程进行调整,即将最小预紧力从48020N减小到35280N,将弹簧最大压缩行程从37mm增加到46mm,弹簧最大预紧力由74931N减小到68061N。经过上述改进,弹簧预紧力及刚度减低,压缩行程增加,能够有效补偿履带长度变化。改进后的张紧装置如图3所示。
履带式行走装置 篇8
履带行走机器人为了完成各种任务, 必须能够在各种路面上行走, 因此行走装置是机器人的重要执行部件。它不仅要像车辆一样在广阔的空间自由行走, 还要支撑机器人的工作装置进行各种工况作业。为了实现以上几种基本功能, 在明确底盘基本设计参数指标的基础上, 要对履带行驶系统进行初步的计算分析。
底盘基本参数性能指标:总质量为500kg;长×宽×高为1445mm×1000mm×1050mm;最高行驶速度为6km/h;履带接地长度为870mm。
2 履带行驶系统设计
行驶系统作为履带行走机器人行动的一个载体, 其性能的好坏将直接影响到机器人整机工作性能。
本文设计的机器人的行驶系统采用对称式履带结构设计, 每侧安装4个支重轮, 1个张紧轮, 1个驱动轮, 通过履带使各个轮子链接起来进行动力传动, 利用差速转向原理转向。驱动方式为电机驱动, 左右两侧驱动轮分别由各自的电机通过减速器带动, 电机的动力通过履带传递到其它各个轮子[1]。基本结构简图如图1。
1.张紧轮2.履带3, 6.刚性支重轮4, 5.弹性支重轮7.驱动轮
3 驱动转矩的计算
机器人在水平坚实地面行驶时, 驱动轮上所需提供的驱动转矩为T1:T1=mag frd=46.06N·m
式中:ma-机器人总质量, kg, 取ma=500kg;f-滚动阻力系数, 取f=0.1;rd-驱动轮动力半径, m, rd=0.094m;
所以在该工况下, 每侧驱动轮所需提供的驱动转矩为T1/2, 即23.03N·m。
4 使用Recur Dyn建立履带系统模型
履带行走机器人的履带系统主要由履带环、驱动轮、支重轮、张紧轮构成[2]。在Recur Dyn/Track子系统环境下依次创建履带板 (53个) 、驱动轮 (1个) 、支重轮 (4个) 、张紧轮 (1个) 三维实体模型, 应用Recur Dyn软件提供的履带装配功能, 从驱动轮开始, 按照逆时针的方向依次选中支重、导向轮, 最后回到驱动轮。至此, 履带系统模型就建立好了, 如图2所示。装配完成后, 相关构件的接触以及履带板销轴之间的衬套力都会随之自动添加, 可以根据要求修改相应的参数以满足设计要求。此时模型已包含履带系统的全部信息。
将主机刚体模型在UG中建模后导入到Recur Dyn中, 各部件之间的运动副如表1所示。
至此, 完成了整机仿真前所有建模工作。仿真模型如图3所示。
5 行驶平顺性仿真分析
机器人大部分的工作时间均在水平路面上行驶, 水平路面行驶时各项参数的好坏直接影响机器人的工作稳定性和可靠性。通过仿真机器人在水平路面的行驶工况, 测量驱动轮的驱动转矩、炮弹在竖直方向上的振动位移和振动加速度曲线。将驱动轮的驱动转矩测量结果与理论计算值进行比较, 验证理论计算结果的正确性。分析研究炮弹在竖直方向的振动位移和振动加速度曲线评价机器人的行驶平顺性。仿真如图4所示。
驱动函数为:step (time, 0, 0, 2, 0) +step (time, 2, 0, 5, -1050d) 。该驱动函数根据设计要求水平路面行驶速度6km/h转换成驱动轮上的角速度。
为了分析行驶平顺性, 测量炮弹重心在竖直方向的振动位移和振动加速度曲线, 如图5~6所示。
由炮弹重心的振动位移曲线和振动加速度曲线我们可以得出:从启动开始至稳定行驶, 竖直方向炮弹重心位于939~986mm, 波动范围是47mm, 稳定行驶后在963.3mm处上下波动。振动加速度的变化范围是-16~15.5m/s2, 在整个行驶过程中振动加速度的均值为-0.039m/s2。
左右履带系统驱动轮上的转矩如图7~8所示。
通过驱动转矩曲线得出:最大转矩为114.4N·m, 发生在左侧履带。稳定运行后, 左侧履带的平均转矩为25.8N·m;右侧履带的平均转矩为25.5N·m。
6 仿真结果分析
6.1 转矩比较
将各种工况下驱动转矩的理论值与仿真得出的结果进行比较, 如表2所示。
由表2可知, 机器人稳定运行后, 两侧履带驱动转矩仿真结果的平均值与理论计算值有少许差异, 原因是机器人的重心略偏向尾部, 所以仿真时履带的接地比压分布与理论的接地比压分布略有不同, 而且机器人在行驶过程中履带会剧烈振动, 这些都会导致驱动转矩变化。
6.2 行驶平顺性分析
行驶平顺性是履带车辆研制时的重要指标之一, 如果履带车辆在起伏不平的路面上行驶, 遇到凸起和凹坑, 支重轮就会沿着路面做上下运动, 引起车体之间的刚性冲击, 造成机架的损伤, 影响行驶速度和车辆的机动性。研究平顺性的主要目的就是控制振动系统的动态特性, 使振动的“输出”在给定工况的“输入”下不超过一定界限。仿真整机在水平路面满载工况, 将炮弹重心在竖直方向上的振动位移和振动加速度的仿真结果见表3, 与汽车平顺性国家标准[3] (见表4) 比较, 炮弹重心的振动加速度均小于汽车平顺性国家标准, 在国家标准允许的范围内。所以机器人在水平路面满载行驶时行驶平顺性较好。
7 结论
(1) 仿真机器人水平路面上行驶, 得到两侧履带系统驱动轮的驱动转矩, 与理论计算结果比较, 结果相近, 可知机器人设计合理。
(2) 将机器人在水平路面满载仿真, 得到炮弹重心的振动位移和振动加速度, 将其结果与国家标准比较后可知, 机器人的行驶平顺性较好, 参数设计合理, 满足设计要求。
摘要：设计了一种履带行走机器人的行驶系统, 计算出驱动轮上的驱动转矩, 建立了整机仿真模型。使用RecurDyn软件对履带行驶系统进行仿真, 对理论计算结果进行验证, 表明机器人行驶平顺性较好。
关键词：履带行驶系统,RecurDyn,性能仿真,平顺性
参考文献
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