申请/专利权人：江苏科技大学

申请日：2020-06-08

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN111695215B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2020.10.20#实质审查的生效;2020.09.22#公开

摘要：本发明公开一种零转弯半径割草机坡道侧翻预测模型的建立方法。先根据准静态动力学的原理建立割草机坡道力学模型，然后对割草机所受空间力进行几何投影并求解，将割草机按结构进行划分，并以此求解独立车架、独立前轴、独立后轴的力学方程，得出割草机裸车在任一坡度角上的四轮实时受力工况。在此基础上，加入割具不同工况下的影响因素，得出相应的整车侧翻预测表达式。最后以坡度角为输入变量，依托MATLAB进行赋值运算，得出割草机不同工况下整车M‑LTR侧翻预测曲线。本发明建模效率高、所需参数少、且建模过程不受车辆具体结构约束，能够完整反映出某一工况下割草机的斜坡力学特性，对于预测分析割草机的侧翻过程有重要意义。

主权项：1.一种零转弯半径割草机多工况坡道侧翻预测模型的建立方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤一：将裸车车体上的相关物理角度进行计算，并将所受到的空间复杂力进行几何投影，对其进行分解计算；步骤二：对裸车理论模型进行分解，并求解独立车架的力学方程式，得出施加在前轴上的力：得出施加在后轴上的力：步骤三：利用步骤二所求得的分量，取后轴为分离体，求解理论后轴力学方程，得出裸车状态下左后轮FMRl的独立力学表达式： 步骤四：利用步骤二所求得的分量，取前轴为分离体，求解理论前轴力学方程，得出裸车状态下前轴轮胎的独立力学表达式： 步骤五：利用准静态动力学的方法，分别对割草机割具悬挂、牵引两种状态建立力学模型，得出相应状态下改进后FMRl、FMRr、FMFl、FMFr的力学表达式；悬挂状态下的表达式为：修正步骤三、步骤四所得FMRl、FMRr、FMFl、FMFr表达式中Gm、Ly、Lx、h1的定量参数值，即可获得；牵引状态下的表达式为： 步骤六：将上述步骤三、步骤四、步骤五中所得不同状态下FMRl、FMRr、FMFl、FMFr的力学表达式输入MATLAB，并以坡度角α为唯一输入变量进行赋值求解，得出相应工况侧翻预测曲线；所述的物理角度包括前后轮差角β，质心力Gm的空间方向应当分解为该力在X轴上的投影Fx、在Y轴上的投影Fy、在Z轴上的投影Fz；根据割草机实际结构，应满足如下的计算方法： 式中：b表示后轮轴距的一半，a表示前轮轴距的一半，L表示车体前轮与后轮之间的轮距，Gm表示整车质心的大小，α表示实时坡度角，β表示前后轮差角，γ表示质心在XZ平面内的偏移角，并且和β之间满足一定线性关系；Lx表示X向主体质心到后轴中心距离，h1表示Z向主体质心到后轴中心距离，rb表示后轮半径，ra表示前轮半径，Ff表示前轴所受合力的假想点，Fr为单位为后轴所受合力的假想点；Grx为独立后轴理论质量大小，FMRl表示右后轮与地面之间的接触力，FMRr表示右后轮与地面之间的接触力，Ly为Y方向上质心的偏移距离；Gfx为独立前轴理论质量大小，FMFl表示左前轮与地面之间的接触力，FMFr表示右前轮与地面之间的接触力。

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