某除雪車的避障機構(gòu)計算設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u4940某除雪車的避障機構(gòu)計算設(shè)計案例 177681.1避障機構(gòu)的作用 1277201.2避障裝置的設(shè)計 1234071.3避障裝置的優(yōu)化 2206191.4最終方案 43041.5彈簧掛鉤位置確定 5避障機構(gòu)的作用由于實際道路情況遠比實驗室復雜，可能存在部分道路路況較差的情況，因此為推雪鏟設(shè)計避障機構(gòu)越過障礙物、保護鏟刃起著至關(guān)重要的作用。避障裝置的設(shè)計本裝置采用雙搖桿的基本設(shè)計。雙搖桿如圖5-1所示，雙搖桿機構(gòu)具有很強的優(yōu)勢，在利用鏟體自身的動作實現(xiàn)避障的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了可跨越高障礙，泛化性能強的特點。是工業(yè)界有著非常廣泛的應(yīng)用。圖5-1雙搖桿避障機構(gòu)在避障運動中，若鏟體后移過多或是歸位過慢都會導致鏟體中的積雪掉落，從而降低除雪效率。如上圖虛線所示，為鏟刃避讓時的運動終態(tài)。除此之外，在進行鏟體設(shè)計時，還要保證越障高度能夠達到9cm，以滿足我國國情，但是鏟刃仍要給予地面足夠的線壓力，否則難以清除道路積雪；還有鏟刃的運動路線呈現(xiàn)上凸曲線時最優(yōu)。現(xiàn)給出章節(jié)3中設(shè)計結(jié)果的一個簡化模型如圖5-2。圖5-2原設(shè)計避障機構(gòu)簡化模型利用Adams進行模擬分析。結(jié)果如圖5-3所示，圖像以A建立坐標系。圖5-3原設(shè)計避障機構(gòu)避障時A點仿真曲線綜合分析可以發(fā)現(xiàn)，在進行避讓時A點會越過x軸達到y(tǒng)的負半軸，說明當鏟刃的避障曲線會越過路面，這與實際情況相悖，當A切與地面時，便會被地面卡死，除此之外該鏟體的實際越障能力也只有55mm，達不到國家要求，因此，該方案不具備越障能力，需要后續(xù)優(yōu)化。避障裝置的優(yōu)化避障機構(gòu)的4個絞點受結(jié)構(gòu)限制，無法輕易變動。主要有以下幾點：下連桿的4點較低的同時應(yīng)稍高于1點，形成較小的夾角，上連桿的3點稍低于2點，便于傳遞動力的同時也有利于抬升鏟刃和前傾。1和2點距離不應(yīng)過近，否則會降低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，避障抬升高度也會降低。前托架的下部應(yīng)該大于15cm，以滿足坡度給避障機構(gòu)帶來的影響。彈簧的拉力方向應(yīng)該與四桿機構(gòu)具有合適的相對位置，上連桿應(yīng)與推雪鏟夾角要求大于180°根據(jù)上述限制，可以確定參數(shù)如下：絞點1和4與地面的距離分別為：y1=250mm，y2=270mm；對于絞點2，由于避障裝置的整體結(jié)構(gòu)y2max=800mm利用Adams仿真，通過觀察A點的運動軌跡，去調(diào)試最合適的參數(shù)取值。圖5-4x2分析圖5-4可得，在合理范圍下，隨著x2的增大、x3的減小，y3的增大都有利于提高鏟體的避障能力，加快A的抬起速度，但是x2對其影響不明顯，主要是x3和y3在影響著A的迅速抬起。因此三種參數(shù)的取值范圍以此為989mm≤x2≤1073最終方案最終的設(shè)計方案如圖5-5所示：圖5-5改進后避障機構(gòu)模型各點結(jié)果分別為：V1圖5-6改進后的A點運動仿真發(fā)現(xiàn)A的運動軌跡為上凸函數(shù)完全符合要求，并且遇障時抬起迅速，符合設(shè)計要求。彈簧掛鉤位置確定行駛過程中，鏟刃應(yīng)給予道路表面一定的線壓力，因此有必要采用彈性元件輔助給力。彈簧鏈接在前托架和前鏟之間，當彈簧處于下連桿平行狀態(tài)或拉力經(jīng)過V4圖5-7避障機構(gòu)上極限位置考慮多方面要求，最終彈簧掛鉤的位置在708,912,(1008,358),避障機構(gòu)處于靜止狀態(tài)時，