ADAMS履带小车运动仿真分析

1.履带设计

本文的履带设计主要参考链节、链轮。在设计链轮之前要确定：齿数z、分度圆直径d、链条滚子直径d1、节距p等参数，本文取链节数为11，节距为9.5。为保证履带与链轮的配合关系，在整条履带长度为节距的整数倍的前提下，保证履带的几何参数。经过计算，履带及链轮的组合如下图所示：

2.履带动力学模型的建立

①首先根据设计尺寸在3维建模软件中将链轮及履带节画出，具体如下所示：

在软件中按履带几何关系装配好后，导入到Adams中，具体如下所示(履带右侧轮为支撑导向轮)：

此时只有单侧履带，经过复 制(将单侧履带及链轮、支撑导向轮全选后，ctrl+c完成复 制)，平移后如下图所示：

②履带小车其他零件建立：首先在两履带中心建立车身，用小球代替(下图中红色圆球)；然后在履带的两个底角处建立两个支撑轮(下图中两个底角的圆柱)；然后在后面的两个支撑导轮处添加两个连杆(用于这两个支撑导轮的前后运动)，具体如下：

③履带小车约束副的建立：首先在所有的的链节间建立旋转副：

然后建立链轮、支撑轮与车身(小球)的旋转副：

最后在左侧连杆与车身间建立固定副，在左侧与右侧连杆间建立移动副，在右侧连杆与支撑导轮间建立旋转副，这样支撑导轮就可以前后的伸缩了，具体如下：

④支撑导轮预载及弹簧力的添加：在两个连杆间建立刚度弹簧，同时施加预载(Preload)，使履带车在运动之初支撑导轮能处于张紧状态，具体如下：

⑤接触的建立：需要在履带节与所有驱动轮、支撑导向轮、支撑轮之间建立接触，然后在地面与履带节间建立接触。由于接触对太多，采用循环命令流建立，具体的接触参数如下：

⑥驱动的建立：在两个驱动链轮上施加两个相同的驱动，具体如下：

3.运动仿真

添加驱动副后，进行仿真分析，由于接触过多，将计算分析步设小一些，便于得到合理结果。经过计算后，两驱动轮在相同的驱动下使履带小车向前运动，具体如下：

然后改变驱动方式：保持右侧驱动不变，将左侧的驱动设置为0，也就是左侧链轮不发生相对转动，经过仿真，具体如下所示，履带小车以左侧履带为圆心进行绕圆运动。

然后再改变驱动方式：保持右侧驱动不变，将左侧的驱动设置为与右侧驱动方向相反，经过仿真，具体如下所示，履带小车以自身中心进行原地转向运动。

然后在地面上添加减速带，并使两驱动保持一致，运动结果如下：履带小车成功越过障碍。

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