文档包括:

Word版说明书1份，共53页，约19000字

 

CAD版本图纸，共9张

SW三维图一份

 

 

摘  要

越发复杂的作业环境普通轮式车轮将无法工作，这使得复合式车轮愈发受到了重视。常见的复合式车轮由伸展臂，可重构履带，液压装置，驱动片轮组成，通过内部液压装置，使得轮体形状在轮式和三角式转换，从而可以克服许多麻烦的地势环境。当轮履复合式车轮在良好的路面上行驶时，其与普通车轮无异，保持普通车轮良好的机动性，从而缩短行驶时间；当遇到雪地沙漠等复杂地势时，转变为三角履带式，越障成功后继续恢复轮式状态。

开始，本文着重分析了轮式，履带式，变形式各自的优劣点以及一般使用的情况，提出了完整的思路。分析了关键元件，阐述了其工作原理和设计理念，其主要包括可重构履带形状，结构，传动机构的结构设计以及传动方式，伸展臂的运作方式，以及液压缸的选择，回路控制。

然后根据已经提出的机械结构设计要求，利用UG三维建模，并检查是否有干涉。

最后，利用有限元软件ANSYS进行强度校核，检验是否满足使用要求，优化结构设计，并用3D打印机打出样品。

因此。复合式车轮可以通过液压装置的控制实现伸展臂的控制，并在相应的状态下自由切换工作形式，证实了设计的合理，后续可对其他机构做更深入的讨论提供了指导意义。

 

关键字：全地貌；变形轮；结构设计；有限元分析

目  录

 

第一章  绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 轮式车轮 1

1.2.2 履带式车轮近况 5

1.2.3 履带复合带轮 5

1.3 本文主要研究内容 6

第二章  多功能行走机构原理分析 7

2.1 轮式变形 7

2.2 越障功能的讨论 8

2.3 变形轮体结构设计的方案 11

2.4 将两种方案作为比对分析 12

2.5 对于可变性履带的原理分析 12

2.6 原理的讨论 13

2.7 伸展运动的原理分析 14

2.8 伸展臂液压原理分析 16

2.9 变形轮传动原理分析 17

2.10 本章小结 17

第三章  轮履式复合结构设计 17

3.1 轮履式车轮的设计总体方案 17

3.2 轮履式车轮整体设计（结构设计） 18

3.3 履带的设计 18

3.4 履带节的设计 18

3.5 驱动轮的分析 19

3.5.1 对驱动轮形式的讨论 19

3.5.2 齿牙的讨论 20

3.6 对驱动轮的运动学分析 22

3.6 对液压缸的受力分析与相关设计计算 23

3.7 伸展机构整体结构展示 24

3.8 传动系统结构设计 25

3.9 三角履带轮的驱动片轮设计步骤 25

3.10 三角履带轮的装配步骤 30

第四章  变形轮关键零部件的有限元分析 33

4.1 引言 33

4.2 有限元分析法理论 33

4.3 影响有限元精度的因素 33

4.4 有限元计算 34

4.4.1 有限元计算模型的建立 34

4.4.2 单元的选择与划分 34

4.4.3 应力分析 35

4.4.4 三脚架的有限元分析 36

4.5 本章小结 37

总结与展望 38

1.全文总结 38

2.主要研究成果 38

3.本文的不同点 38

4.未来展望 38

致谢 40

参考文献 41