無人駕駛試驗車的側(cè)輪支撐機構(gòu)設(shè)計

第*章具體章節(jié)標題本科學生畢業(yè)論文論文題目：無人駕駛試驗車的側(cè)輪支撐機構(gòu)設(shè)計學院：機電工程學院年級：專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化姓名：學號：指導教師：2012年4月25日圖4-3所示。圖4-3緩沖機構(gòu)裝配圖4.2本章小結(jié)本章主要是按方案分析對支撐機構(gòu)和緩沖機構(gòu)的零件進行設(shè)計，再對零件進行強度和剛度的校核，確定所有零件的尺寸。最后裝配所有的零件，對結(jié)構(gòu)做細節(jié)調(diào)整，完成最終的裝配圖。第五章運動分析和仿真路面材料加速加載試驗道路是環(huán)形道路，主要分為直道路段、轉(zhuǎn)彎路段。彎道路段路面有小角度的傾斜，需要有離心力、導向作用的側(cè)輪支撐機構(gòu)，避免無人駕駛試驗車因側(cè)翻而行駛不暢。所以無人駕駛試驗車的運動分析主要分為直道路段分析和彎道路段分析。5.1運動分析無人駕駛試驗車的在直道路段上行駛時，由無人駕駛試驗車的側(cè)輪支撐機構(gòu)輔助行駛。無人駕駛試驗車側(cè)輪支撐機構(gòu)的拉伸彈簧提供預緊力使側(cè)輪貼在兩側(cè)墻面上行駛，其運動過程較簡單。因為環(huán)形道路的直道路段沒有障礙，運行環(huán)境也相對比較簡單，盡管試驗車運行速度較高，但出現(xiàn)撞上障礙物或絆倒的可能性不大。而且有側(cè)輪支撐機構(gòu)的輔助作用，無人駕駛試驗車也不會出現(xiàn)側(cè)翻現(xiàn)象[13-17]。無人駕駛試驗車自重45t，又以高速行駛，屬于高速重載車。無人駕駛試驗車在轉(zhuǎn)彎路段的側(cè)向坡道上高速行駛時，無人駕駛試驗車的側(cè)向行駛的側(cè)向加速度很大，極有可能超過上限值。在這種情況下，無人駕駛試驗車的垂直反向力為零，就有可能發(fā)生側(cè)翻情況。無人駕駛試驗車發(fā)生側(cè)翻的情況應該盡可能在試驗中避免，所以需要計算試驗車的車速與彎道路段坡面的傾斜度。根據(jù)側(cè)翻時受到的側(cè)向加速度公式[18]：在式中a是側(cè)向加速度，g；QUOTEθ是側(cè)向坡道角，o；B是輪距，m；QUOTEhg是質(zhì)心高度，m。帶入各個參數(shù)之后，可以算出無人駕駛試驗車在彎道路段轉(zhuǎn)彎過程中，當側(cè)向坡道角等于零時，側(cè)向加速度為4.9m/s2時會側(cè)翻。因為無人駕駛試驗車側(cè)翻情況，設(shè)計了對無人駕駛試驗車起導向、輔助支撐和緩沖保護作用的側(cè)輪支撐機構(gòu)，不僅能防止側(cè)翻發(fā)生，而且能減少沖擊和振動。5.1.1離心力的計算無人駕駛試驗車在彎道路段行駛時，因為轉(zhuǎn)向的關(guān)系，會產(chǎn)生較大離心力。離心力的大小對側(cè)輪支撐機構(gòu)零件的強度有一定影響。所以需要對離心力進行計算。離心力的計算公式為式中F——無人駕駛試驗車所受離心力，N；m——無人駕駛試驗車總質(zhì)量，kg；v——無人駕駛試驗車車速，m/s；R——轉(zhuǎn)彎半徑(m)。無人駕駛試驗車在運行過程中，試驗車的車速和試驗車的載荷有一定配比關(guān)系。根據(jù)配比關(guān)系曲線，得到車速和在該車速下的載荷最大的公式：式中V——無人駕駛試驗車車速，km/h；W——無人駕駛試驗車車重，t。結(jié)合上述離心力的計算公式和車速與載荷的關(guān)系式，推導得離心力與無人駕駛試驗車車速的關(guān)系式將各個參數(shù)值帶入關(guān)系式里，計算得在速度和載荷配比的范圍內(nèi)，最大的轉(zhuǎn)向離心力是178kN。無人駕駛試驗車在環(huán)形道路內(nèi)行駛時，在直道路段主要是依靠自動駕駛方式行事，側(cè)輪支撐機構(gòu)只提供預緊力的作用；在彎道路段行駛時，轉(zhuǎn)彎離心力不足時，就需要依靠側(cè)向支撐輪輔助導向和支撐的作用來行駛。5.2本章小結(jié)本章的主要任務(wù)是對無人駕駛試驗車的側(cè)翻情況進行系統(tǒng)的分析，并對無人駕駛試驗車在彎道路段行駛時的離心力進行了計算。結(jié)合側(cè)輪支撐機構(gòu)的作用對無人駕駛試驗車的運動過程簡單分析。結(jié)論本文在研究無人駕駛試驗車的基礎(chǔ)上，對已有的研究成果進行了分析根據(jù)試驗裝置的整體設(shè)計尺寸和給定試驗要求，研究設(shè)計了無人駕駛試驗車的側(cè)輪支撐機構(gòu)，最后完成的成果和結(jié)論如下：根據(jù)課題的要求完成了無人駕駛試驗車側(cè)輪支撐機構(gòu)的設(shè)計，確定了無人駕駛試驗車側(cè)輪支撐機構(gòu)的支撐機構(gòu)、緩沖機構(gòu)以及相關(guān)零件的尺寸。在研究設(shè)計時要考慮多方面的因素，最主要的是無人駕駛試驗車在碰撞時受到的撞擊力。能有效的利用軸向空間，在側(cè)輪支撐機構(gòu)中巧妙安裝緩沖機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)約成本，便于整個側(cè)輪支撐機構(gòu)的安裝與拆卸。根據(jù)目前研究設(shè)計的情況，本課題的設(shè)計研究在以下幾個方面還需要改進和進一步的研究：側(cè)輪支撐機構(gòu)在垂直方