六轮车辆滑移转向动力学建模和运动特性分析-论文.pdf

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1、·机械制造·杨闫景，等·六轮车辆滑移转向动力学建模和运动特性分析’／＼轮车辆滑移转向动力学建模和运动特性分析杨闫景，钱瑞明(1．93511部队。山西代县034200；2．东南大学机械工程学院，江苏南京211189)摘要：轮式滑移转向车辆由于其机动灵活和结构简单可靠而具有广泛的应用价值。针对一种六轮车辆，车轮触地点的速度分析、轮轴转动副摩擦分析和车辆力平衡关系，建立了稳态滑移转向时的动力学模型，分析了车辆主要结构参数和左右侧车轮转速的不同对滑移转向的瞬心位置、转向角速度和车轮所需力矩的影响规律。研究结果可为六轮车辆的合理设计和实现滑移转向时

2、的轮速控制与驱动提供理论依据。关键词：轮式车辆；滑移转向；动力学模型；转动副摩擦；转向特性中图分类号：U469．79文献标志码：A文章编号：1671·5276f2014)03—0007·03Skid—steeringDynamicModelingandMovingCharacteristicAnalysisofSix-wheelVehicleYANGYan-jing．QIANRui．ming(1．93511Troops，Daixian034200，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，Southeas

3、tUniversity，Nanjing211189，China)Abstract：Wheeledskid·steervehiclesareofextensiveapplicationvalueduetotheirflexibleoperation，simpleandreliablestructure．Basedonthespeedanalysisofthecontactpointsthatwheelstouchtheground，thefrictionanalysisofwheelaxlerotatingpairsandthebalanc

4、erelationshipofvehicle’Sforces，thispaperestablishestheskid·steeringdynamicmodelofasix·wheelvehicleandtakesthemainstructureparametersofdiferentvehiclesandtheratiosofleftandrightwheelspeedstoanalyzethechangelawoftheskid-steervehicle’Sinstantaneouscenterposition，turningangul

5、arvelocityandwheel’Srequiredtorques．Theresultsprovideatheoreti-calbasisfortherationaldesignofsixwheeledvehiclesandskidsteeringwheelspeedcontrolanddnve．Keywords：wheeledvehicles；skid·steering；dynamicmodel；rotatingpair’Sfriction；steedngcharacterisUcs稳态转向角速度为(顺时针方向，为正)，CO与轴的夹

6、0前言角为(本文所有夹角均由轴正向沿逆时针方向度量)，CD的长度为￡(眠c)。滑移转向即为差速转向，通过控制车辆左右两侧各车轮的方向和转速大小从而达到车辆转向的目的。轮式滑移转向车辆因其结构简单、运动灵活、控制方便等优点，所以在工业生产、科考、交通等诸多领域被广泛的应用。目前文献[1，2]对轮式滑移转向大多以“车轮切向力和轴向力独立求解”为基础进行分析，模型比较复杂，且主要以四轮车辆为例进行分析J。本文基于车轮触地点的速度分析、轮轴转动副摩擦分析和车辆力平衡关系，对一种六轮车辆稳态滑移转向过程进行动力学建模，并研究车轮转速和车辆主要结构参

7、数对滑移转向特性的影响关系。1滑移转向动力学模型的建立图1为一种六轮车辆匀速绕转动中心C作滑移右转向的状态，随车坐标系xoy原点取为车辆两后轮中心连线图1六轮车辆滑移转向分析模型的中点，设车轮与地面间为有摩擦点接触。车辆滑移转向参数如图1所示，第i车轮转速为∞(俯视向前旋转为正，第i车轮上触地点相对于车体的速度为=Rto，第i左侧转速大于右侧转速)，车轮半径均为R，第i个车轮中车轮中心0相对地面的绝对速度为=L(D“)，其方向心0的坐标为(，Y)，转动瞬心C坐标为(，Y)，车辆作者简介：杨闰景(1985一)，男，河南省新乡市人，硕士研究生

8、，主要研究方向为智能机器人。MachineBuilding8Automation，J．n2014，43(3)：7～9，27·7··机械制造·杨闫景，等·六轮车辆滑移转向动力学建模和运动特性分析