Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 20(64)

Рубрика журнала: Технические науки

Секция: Машиностроение

Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3, скачать журнал часть 4, скачать журнал часть 5

Библиографическое описание:
Кудрявцев Д.А. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ САМОХОДНОГО СУДОВОГО ПОДЪЕМНИКА // Студенческий: электрон. научн. журн. 2019. № 20(64). URL: https://sibac.info/journal/student/64/142668 (дата обращения: 29.03.2024).

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ САМОХОДНОГО СУДОВОГО ПОДЪЕМНИКА

Кудрявцев Дмитрий Александрович

студент кафедры «Подъемно-транспортные системы», КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана,

РФ, г. Калуга

Введение

Самоходный судовой подъемник (Рисунок. 1), являющийся объектом исследования в данной работе, предназначен для подъема из воды, и дальнейшего перемещения катеров и яхт на причале. Так же подъемник служит для последующего транспортирование судов в ангары для хранения судов в зимний период. [1, с. 10].

 

Рисунок. 1. Самоходный судовой подъемник

 

Для высокой маневренности и плавного поворота на подъемнике установлено четыре опорно-поворотных механизма. По одному механизму на колесо. Данное решение позволяет достичь высокой компактности механизма, большой угол поворота (до 60 градусов), плавный поворот каждой опорной точки подъемника. [2, с. 119].

При управлении колесным ТС, как правило, возникает необходимость в принудительном изменении траектории его движения, для чего в конструкции ТС предполагается наличие соответствующей системы рулевого управления. В подавляющем большинстве случаев такая система изменяет угол поворота управляющих колес с помощью рулевого механизма за счет приложенного к нему внешнего усилия. В свою очередь, такой принцип управления приводит к необходимости использования кинематической связи рулевого механизма и рулевого привода, что усложняет конструкцию ТС, а в случае самоходного судового подъемника вообще не применима. Так как соединение передних, или задних колес рулевой рейкой невозможно.

Рассмотрим способ рулевого управления подъемником, который называется «Нормальное рулевое управление» (Рисунок, 2). При этом способе поворот осуществляют только передние (задние колёса). Этот способ так же называется 2WS (от англ. Wheels steering).

 

Рисунок. 2. Управление 2WS               Рисунок. 3. Управление 4WS

 

Теоретическая часть

Центр масс подъемника повернет на колею c радиусом R. R- это фактически усредненная траектория, по которой будет двигаться подъемник. Именно эту траекторию будем сравнивать в дальнейшем.

φ- это средний угол между внешним и внутренними углами a и b.

Зависимость между внешним и внутренним углом выглядит следующим образом:

Задавая значения угла или  можно найти второй угол.

Рассмотрим второй способ перемещения подъемника 4WS, или как его называют «Рулевое управление с наименьшим радиусом (Рисунок. 3).

На рисунке 13 представлен классический случай поворота TC типа 4WS. Точка центра кривизны вращения лежит на пересечении нормалей, построенных к центру внутренних колес, и находится на одном уровне с координатой центра масс. Задавая желаемые скорость и радиус вращения, можно высчитать угловые скорости для каждого из 4-х колес. Такой подход требует наличия контроллера для каждого колеса, который будет считывать скорость и положение колеса.

В рассмотренном случае угол поворота задних колес эквивалентен углу поворота передних колес, знак “-” свидетельствует о негативном состоянии колес задней оси.

Углы поворота внутренних и внешних колес определяются уравнениями.

Внешняя и внутренняя колеи, они же радиусы прохождения колёс, будут определяться как:

Тогда средняя колея будет определяться как:

Зная габаритные размеры подъемника, а также максимальные углы поворота как почасовой стрелке, так и против, исследуем оба способа передвижения и определим какой способ будет наиболее экономичен.

Исходные данные:

B=7550мм- ширина подъемника;

L= 7000мм – осевое расстояние между колёсами;

D= 3500 мм – центр тяжести подъемника с усредненным грузом;

- доступные углы поворота.

Используя указанные формулы выше, произведем расчет и определим радиус колеи подъемника в обоих случаях.

Для удобства сравнения результатов, колеи подъемника будем определять, как длинны окружностей [3, с. 63].;

Сведем полученные результаты в таблицу -2, так как углы  взаимосвязаны, в таблице показана зависимость расстояния прохождения подъемника от угла поворота :

 

Рисунок. 4. График зависимости пройденного пути подъемником от угла поворота

 

Из полученных значений можно сделать вывод, что система управления 4WS, является более предпочтительной по многим параметрами. В первую очередь подъемник преодолевает за одинаковые промежутки времени большее расстояние, благодаря этой системе идет меньше нагрузка на колеса при повороте, так как задний мост доворачивает подъемник с грузом, а значит и уменьшает нагрузку переднего моста.

 

Список литературы:

  1. Гаптрвалиев И.И., Смирнов А.В. Система управления колесными транспортными средствами на основе регулирования циклических частот вращения управляющих колес // Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф.: в 2 ч. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2011. Ч. 1. С. 215–219.
  2. Лысов М.И. Рулевые управления автомобилей. М.: Машиностроение, 1972. 344 с.
  3. Туревский И.С. Теория автомобиля. М.: Высш. шк., 2005. 240 с.

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.