无碳小车轨迹模拟及转向机构的优化

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1、制造业信息化MANUFACTURINGINFORMATIZATION仿真/建模/CAD/CAM/CAE/CAPP无碳小车轨迹模拟及转向机构的优化李杰，谢良喜，马昭，陈建文，章毅，田志翔（武汉科技大学机械自动化学院，武汉430081）摘要：为了设计能自动绕障的无碳小车，建立了曲柄摇杆转向机构的数学模型，采用MATLAB进行小车轨迹模拟，发现转向机构的初始参数不尽合理。采用CAD模拟与数值分析相结合的方法，对转向机构参数进行了优化，最终设计出较优的曲柄摇杆转向机构，在此基础上设计、制作了无碳小车，取得了良好效果。关键词：无碳小

2、车；曲柄摇杆机构；MATLAB；优化处理中图分类号：TP391.7文献标志码：A文章编号：1002－2333（2015）07－0036－03SimulationandOptimizationofSteeringMechanismofCarbonTrolleyTrackLIJie，XIELiangxi，MAZhao，CHENJianwen，ZHANGYi，TIANZhixiang（CollegeofMechanicalAutomation，WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan

3、430081，China）Abstract：Inordertodesignacarbon-freecarforavoidingobstacleautomatically,thispaperestablishesthemathematicalmodelofsteeringmechanismofcrankrocker,andusesMATLABtosimulatethetrolleytrack.Theinitialparametersofthesteeringmechanismareconsideredasunreasonab

4、le.ByusingthemethodofanalysisandnumericalsimulationcombinedwithCAD，thesteeringmechanismparametersareoptimized,thebettercrankrockerisdesigned.Acarbon-freecarisdesignedandproducedbasedontheoptimalsteeringmechanism，andachievesgoodresults.Keywords：carbon-freecar；crank

5、androckermechanism；MATLAB;optimization0引言要在设计阶段对小车运行轨迹进行模拟，并根据模拟结全国大学生工程训练综合能力竞赛命题中，有一项果，对转向机构进行参数化优化。主题为“无碳小车越障竞赛”，要求小车利用重块的重力1转向机构的数学y势能驱动，在前行时能够自动绕过赛道上按一定间隔设建模置的障碍物，以小车成功绕障数量和前行的距离和来综如图1所示为该合评定成绩。绕障小车曲柄摇杆转b此命题对小车的运行轨迹有着很高要求，而转向机向机构示意图，将机构c构设计是保证小车按最优轨迹运行的关键。较好的

6、转向置于直角坐标系xoyaθγ机构方案的有4种，分别是曲柄摇杆机构、曲柄摆杆机中，摇杆的固定铰链与dx构、空间四杆机构和正弦机构。经过综合比较，我们选用坐标系原点重合，机架图1曲柄摇杆机构模型图曲柄摇杆机构作为小车转向机构。为了提高设计质量，需与x轴重合，其中曲柄!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!3结语［6］毛宗源.机器人的智能控制方法［M］.北京:国防工业出版社,对六足机器人非平坦路面行走进行了初步探讨，探索2002:4.［7］BaresJE

7、，WhittakerWI.Configurationofautonomouswalkers了一种利用ADAMS软件子程序控制技术对六足机器人forextremeterrain［J］.TheIneternationalJournalofRobotics跨越障碍进行仿真的方法，并对堤坝抢险打桩六足机器人Research，1993，12（6）：535-559.跨越阶梯障碍并且平稳行走进行了仿真、分析，在足式步［8］胡厦.六足步行机器人直行关键技术研究［D］.杭州:浙江大学,行机器人技术领域具有一定的理论意义和实用价值。2008:

8、1-30.［参考文献］［9］蔡民祥.六脚机械载具之设计与运动分析［D］.台北：中央大［1］郑凯,胡仁喜.ADAMS2005机械设计高级应用实例［M］.北学，2003:1-30.京:机械工业出版社，2006:90-96.［10］LeeTT，LiaoCM.OntheStabilityPropertiesof