四自由度升高车的结构及性能分析   从化升高车出租, 从化升高车租赁, 从化升高车价格  四自由度升高车前后车体间具有两个相对自由度，这种结构形式可以使车辆在复杂的地形下行进时，保持全部车轮与地面的良好接触，提高其越野性能。车辆越野性能的评价方式包括车辆的动力特性、地形机动能力、越障的稳定性等。主要对四自由度升高车的结构形式、动力特性和车辆越障时的几何通过性进行分析。四自由度升高车在设计过程中，参考国内外的铰接式移动机械的结构设计，本车采用了包含前车架和后车架的两段式车架结构设计形式，前车架和后车架分别安装在前驱动桥和后驱动桥上，通过四自由度铰关节结构连接。其中一个铰关节为前后车架间的转向铰关节，前车架通过上下铰接销轴连接到铰接座上，前车架和铰接座之间连接有转向液压缸，转向液压缸的伸缩能使前车体绕上下铰接销轴转动，实现车辆运动时的转向；另一个铰关节为前后车架之间的纵向摆动铰关节，铰接座与主轴套固连，自润滑轴承与后车架固连，主轴套安装在自润滑轴承中，使车辆的前驱动桥和后驱动桥可以通过自润滑轴承纵向摆动，使车辆产生被动适应地形的能力。车辆的前后车体采用四自由度铰关节连接，能使车辆在越障时车轮充分和地面接触，车轮的附着性能好，车辆能获得充分的驱动力，越野能力增强。  四自由度升高车的动力系统直接决定了车辆的动力性能和爬坡越障能力，车辆在平地、越野运动或者移动作业时，车辆的速度和牵引力输出变化很大，因此发动机需具有较大的输出功率变化范围。四自由度升高车采用双桥驱动，使牵引力的附着性能相比单桥驱动有显著改善，有较好的操纵性、纵向稳定性和良好的通过性。

       在实际应用中，四自由度升高车往往需要穿越地形复杂的障碍区到达目的地进行作业，车辆除了需要拥有良好的动力特性外，还需要具备良好的机动性和操控性，以躲避难于通过的障碍，节省时间和成本，减少车辆越障运动倾翻的风险，因此车辆的转向性能是车辆越野性能的重要组成部分，直接影响车辆的整体性能。在四自由度升高车转向机构设计中，采用了全液压动力转向的结构设计，转向液压缸伸缩推动前后车体车架相对转动实现车体运动中的转向。铰接式液压转向方式结构紧凑、质量轻、体积小、灵敏度高、稳定性好，还能吸收车辆越野时的路面冲击。该车辆驱动装置采用四轮驱动，应用铰接式液压转向能省去昂贵的驱动转向桥，减少车辆制造成本。同时，将四自由度升高车的工作装置布置在前车架上，也能使转向时的工作装置的方向始终和前车架一致，便于快速对准作业面，减少作业循环，提高工作效率。四自由度升高车的前车架质量很轻，相当于一个通用的安装接口，在前车架上可以安装不同类型的工作装置，使车辆具有多用途。前车体和工作装置之间也由转向铰链连接，通过转向液压缸驱动工作装置左右转动进行作业，这样在整个车辆的车身静止不动时，就可以进行大范围的作业。 四自由度升高车安装的典型的反铲式液压挖掘装置，在挖掘作业过程中，车辆运动到预定位置固定不动，只有挖掘装置绕前车体左右摆动进行挖掘作业，挖掘装置转动对车体的附加力和力矩比转台车身的液压挖掘机要小很多，所以四自由度升高车在作业过程中抗倾翻能力更强。

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      四自由度升高车动力性能车辆的动力性能主要反映为车辆的速度性能、加速性能和爬坡能力，当车辆的重量一定时，车辆的动力性能和驱动轮输出的牵引力有关。四自由度升高车为四轮驱动，变量泵输出高压油进入变量马达，马达驱动两档变速箱，将动力传给前、后驱动桥，再通过前桥和后桥内的主减速器、轮边减速器两次减速后将动力传递给车轮。四自由度升高车在稳定行驶的牵引工况下，作用在车辆上的外部阻力包括滚动阻力和坡道阻力，滚动阻力为：=cosfFGf    其中G为车辆的重量，f为滚动摩擦系数，为运动表面对水平面的倾角。车辆的坡道阻力为：=sinrFG   正号表示上坡，负号表示下坡。当四自由度升高车在做匀速运动时，考虑到车辆轮胎等转动部件对车辆运动的影响，则车辆的牵引力平衡方程为：kw(cossin)+gF   其中kF为车辆输出的牵引力，ddgGvFgt为惯性阻力， 表示转动质量转化为直线运动时的影响系数，对于工程车辆一般取1.08，gF正号表示加速惯性力，负号表示减速惯性力，wF表示风阻力。对式2.3进行简化，其中kwD(FF)/G称为动力因数，fcossin称为道路阻力系数。当四自由度升高车发动机输出的最大牵引力完全用来克服车辆的外部阻力爬坡时，则有maxD，因此可得车辆的最大爬坡角度为：  得到的爬坡角度只是计算最大的牵引力下的爬坡能力，但是实际的爬坡角度还与车辆的滑移和稳定性有关。对于双桥驱动的轮胎式车辆，附着重量等于车辆的重量，则车辆行走的附着力为：PGcos  其中为附着系数。四自由度升高车爬坡角度为时，为保证轮胎不产生滑移，附着力需要大于牵引力，因此四自由度升高车的最大爬坡角度为所得的最小值。

     四自由度升高车的转向特性分析在车辆的运动过程中，因为地形不断的变化，要保证车辆沿一定的方向行驶，就必须持续的调整车辆的行驶方向，因此车辆的转向特性直接影响到车辆的整体性能。车辆的转向一般有机械转向和动力转向两大类；机械转向一般以驾驶员给予的力作为转向驱动力，而依靠人力以外的其它驱动力进行的转向称为动力转向。四自由度升高车采用了液压式的动力转向方式，输出的转向驱动力大，车辆转向时的回转半径小。四自由度升高车在平地稳态转向的过程中，前后车体之间的转向角1不变，车辆整体以角速度0进行转向运动，其中前车体纵向长度为1l，后车体纵向长度为2l，前车体和后车体的轮距为2d： 在车辆稳态转向的过程中，根据几何关系，可以求得转动中心到前后车体的轮轴中点距离为： 因此可求得车辆在稳态转向过程中的每个车轮的转向半径为： 车辆在稳态转向过程中的每个车轮的线速度为： 四自由度升高车在稳态转向时，每个车轮的转向半径和转向速度不同，如果车辆稳态转向时各车轮的转动速度不协调，则会导致转向时轮胎和地面发生滑移和剪切变形。考虑到这一问题，在四自由度升高车的设计中，在前后桥装置了差速器，使每个车轮在转向时按照各自的转速运动，避免车辆在转向时前后桥出现干涉导致转向阻力矩增大，产生转向滑移、轮胎磨损严重等现象。如果四自由度升高车的前后车体长度相等，即12ll时，根据式2.9和式2.10，前后车体的转向半径和转向速度相等。在四自由度升高车结构设计中，前车体长度比后车体长度小，即12ll，因此车辆在稳态转向中，前车体的转向半径和转向速度大，通过给定前后车体间最大转向角度1和车体几何参数，可以求得理论上车辆稳态转向时的最小转向半径约为3.97m。

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