全地形地面仿形救灾车结构设计【救援小车】【说明书+CAD+UG】
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开题报告题 目全地形地面仿形车结构设计学 院专 业姓 名班 级学 号指导教师一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 众所周知，在崎岖路面或有灾难损毁的路面，一般车辆无法顺利通过，在灾难面前无法顺利地进行人员转移和物资运输，而全地形地面仿形车可更好地适应路面的崎岖变化，在各种路况下可顺利通过。全地形车的英文是All Terrain Vehicle（适合所有地形的交通工具），如沼泽、雪地、山林、池塘、溪流等恶劣的地形,可以完成普通车辆难以进行的非公路路况下人员货物运输或抢险救灾任务。缩写是ATV，俗称为“沙滩车”，又称“全地形四轮越野机车”，车辆简单实用，越野性能好，外观一般无篷。ATV具有宽大的轮胎能增加与地面的接触面积，产生更大的摩擦力而且能降低车辆对地面的压强，使其容易行驶于沙滩、河床、林道、溪流，以及恶劣的沙漠地形。全地形车的前身追溯到水路两栖车6,最早的全地形车出现在瑞典、芬兰、苏联等少数北半球的国家,这些国家特殊的地形条件是全地形车产生的外部因素,军方重视车辆的越野性能的提高是内部因素。一般全地形车有轮式和履带式两种行走方式。 全地形车巨大的军事用途和民用价值吸引越来越多的国家进行研制,可用于特种突击作战分队和边防巡逻,抢险救灾、野外石油勘探、雪地救援、木材运输、管线维护等多种领域。履带式全地形车的典型车型有瑞典的Bv206S、BVSIO、苏联的RTCM、美国的LMC1450等,轮式全地形车军用的有美国的M一Gator型6x6全地形车、意大利的“索帕猫”6x6系列全地形车,民用的有美国的MAXll和MAXW,加拿大的ARGO等7。瑞典阿尔维斯赫格隆公司研制的Bv206S履带式装甲全地形车在1976年开始生产使用,采用双车厢铰接结构,车身之间用转向装置连接,具有高灵活性和可靠的防护能力,适应力强,是世界上使用最广泛的履带式装甲全地形车,此车主要用于运送作战人员和物资。行走装置由负重轮、前端主动轮、后端诱导轮构成。负重轮安装在由橡胶张紧弹簧支承与车身钢梁连接的拖臂上,诱导轮带张紧装置,也由橡胶弹簧来支承。履带用橡胶、纵向纤维帘布和整体式钢质成型加固件制成。车厢用耐火玻璃纤维增强塑料制成,有双层,比采用钢材料轻,履带接地比压低,且坚固耐用,可防翻车。此车在水上行驶时靠履带推进，车身采用全焊接钢制装甲层8。 芬兰西苏(SISU)公司的NA系列橡胶履带两栖全地形车辆用于载人和载物,在1986年秋开始生产制造。该车采用前后两节车体铰接式联接结构,铝制的底盘和复合材料制成的车身通过螺栓联接,该车有4条环带橡胶履带、8个钢制传动轮、40个铸铝履带轮;传动轴间安装差速锁,可以保障在各种地形下行驶要求。车架用轻合金制造,而车身用轻型增强塑性板制造,履带对地压力极低,在软质地面如沙漠、泥泞、沼泽、雪地上具有极好的机动性,承载时也可水陆两用9。俄罗斯DTP一30“骑士(Vityaz)”运输车由前后两节车厢组成,自重和载重均为30t,具有两栖能力。主要用于在沙地、雪地和沼泽等环境中运送重物。新加坡技术动力公司(STK)于2009年制造了“野马(Bronco)”全地形履带运输车,前后车可以自动连接和分开,方便空运。后车分离后能利用后车厢安装的电动机,实现遥控操纵,执行驾驶和侦查任务,后车还能单独行驶。该车的越壕越障能力较强,稳定性好。该车可以配置不同的结构,在各种复杂恶劣的地形行驶,少许准备还具备浮渡能力。重型无缝橡胶履带的应用降低了行驶噪音10。日本的Honda公司在1986年生产的ForTraxTRX3504x4开创了四轮驱动全地形车的先河，随后其他公司也很快跟进生产，从那以后四轮驱动全地形车一直是全地形车中最受欢迎的车型，因它具有卓越的越野能力和很强的拖挂能力，它不仅受到运动赛手的欢迎，同时也很受猎手、农场主、牧场主和建筑工人的欢迎。在这一类四轮驱动的全地形车中，较大型的车最高车速能达到72.5英里(145km/h)。2006年，庞巴迪开发电喷式的ATV-800ccOut-lander。2008年，北极猫的最新车型ThunderCat1000获得年度最高奖，此车是双缸四冲程运动/实用款11。我国国内全地形车相比国外起步较晚,在1990年辽宁省朝阳重型机器厂才开始仿研BV206,1992年制成样机,但以后没有形成批量生产。目前新加坡新科动力公司收购的贵州詹阳动力公司已经开始在国内生产“骏马”轻型全地形车。我国首台全地形车是在1992年9月研制的CTW12橡胶履带全地形车,由三家公司一起研究开发的。性能测试后开始批量生产,部分用于石油勘探方面。CTW12全地形车在水陆条件下适应性都好,自重小,运输能力强,主要由发动机、底盘、前后车厢、推进装置及浮筒、电气系统等部分组成。由于是仿研设计,结构采用Bv206S形式,水中行驶时靠浮筒和推进器来行进,陆地行走悬挂为扭簧装置,通过销轴铰耳来连接前车和后车,履带和驱动轮都使用特殊的材料制作,该车具有稳定性好,动力牵引大,操纵灵活,乘坐舒适,恶劣地形适应强的特点12。我国的“西贝虎”水陆两栖全地形车由装甲兵工程学院贾小平教授带队于2007年5月研制成功,能在水上、沼泽、沙漠、森林、雪地等地形中自由行驶,还可在士40之间的温度环境下连续工作13。可满足抢险救灾、线路检修、空投作业、森林防护等作业需要14。该车在水中的航行方式采用平衡肘式可高低升降的螺旋桨推进,行驶速度高。选用耐腐蚀的高密度线性聚乙烯材料,重量轻耗油低。采用无级变速、差速式制动转向,具有速度快、机动灵活、转向哇好的特点。研制了低压真空橡胶轮胎和尼龙履带来进行配套15。西贝虎完全能满足空投作战、边疆巡逻、科考探险、森林防护、治安防爆、抢险救灾、水上营救等特殊作业的需要。目前该车已成功装备武警公安、大兴安岭地区。 虽然今天的汽车技术已经发展到极高的水平，但适合公路以外地域行驶的全地形车技术仍存在很大的发展空间，无论是军用还是民用市场都具有很大的需求。随着社会的进步和发展，随着全球自然灾害的频频发生，对全地形车的要求也在不断提高，面临着更大的挑战。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 本课题的主要研究内容在于按照实际应用场合设计全地形地面仿形车工作机构与整体结构构成，满足废墟和损毁路面上得行驶要求。车辆整体尺寸：长1200mm，宽：800mm，高：700mm；车轮随地形变化相对底盘的最大高度差0.4m。主要解决下面这几个问题： 1.爬坡能力 2.载重能力 3.转弯能力 4.纵向通过能力 5.车轮的受力分析 6.材料选择 7.电机选择三、 研究步骤、方法及措施： 1.查阅和收集全地形地面仿形车相关方面的资料。 2.了解熟悉全地形地面仿形车的功能构成与合理结构等方面的内容，分析全地 形地面仿形车的可行原理方案。 3.在分析研究其合理功能原理的基础上拟定设计方案，对相关机构及构成作设计，并进行计算机三维造型设计。 1.考虑性能好的高密度耐腐蚀的非金属材料。 2.此仿形车共有4组结构相同的悬架,对称布置在车架两边,每组悬架分别和车架铰接,并可以在样机纵向平面内做一定角度的自由旋转。 3.此仿形车采用前驱动桥整体转向方式,即前驱动桥安装在独立的前车架上,在传统的折腰转向方式基础上,把车架转向的铰接点设计在前桥的平面中心处,通过改变前车桥相对车辆横截面的角度,带动车轮旋转,从而达到车辆转向的目的。 4.此仿形车底盘具有5个自由度,在一定范围内能够根据地形的变化而变形。 5.对此仿形车的驱动形式作出如下选择：此仿形车同一悬架上的两轮之间没有差速机构,任何情况总是保持同时驱动。 6.此仿形车由两个独立的600 W电动机分别驱动前、后驱动桥.此仿形车传动系主要由主减速器、差速器、半轴、悬架分动箱、悬臂轴以及轮边减速箱等组成。 7.此仿形车由车身、车架、驱动桥、悬架、传动系以及转向机构组成。 8.当然最后还得进行强度校核来完善全地面仿形车的结构设计。四、研究工作进度：序号时间内容12013年12月1-2014年1月1 文献与资料的查询22014年1月2-2月25 完成开题报告与文献综述32014年2月26-2月28完成外文翻译42014年3月1号-4月1 完成整体方案设计52014年4月2-4月30 绘制完成装配图、零件图62014年5月1-5月10 撰写和完成毕业设计论文72014年5月11-2014年5月25 论文评审及修改82014年5月26-2014年6月6毕业答辩9 10五、主要参考文献： 1王亚,秦衡,徐少兵,苟亚凤,李海涛. 全地形仿形行走车辆研究与试制J. 大连理工大学学报,2011,S1:84-87. 2王亚,陈思忠,李海涛,刘平义. 高地面仿形性动力底盘的设计与试验J. 农业工程学报,2012,S1:39-44. 3刘平义,李海涛,张绍英,魏文军. 全地形仿形行走车仿形行走理论及试验(英文)J. 农业工程学报,2012,S2:134-139. 4刘平义,高金成,李海涛,张绍英,魏文军. 农用全地形仿形行走底盘地面力学特性J. 农业机械学报,2012,10:36-40.5武永见. 崎岖地面机器人姿态估计与运动规划关键技术研究D.哈尔滨工程大学,2012.6薛军. 水陆两栖车发展史J.上海汽车,2001,07:46.7金晓辉,宋永刚,何建清. 轻型全地形车现状及发展趋势分析J.汽车运用,2005,07:15-16.8周丽萍. 瑞典改进型BvZO6S全地形装甲车J.国外坦克,2004,12:27-28.9王凤华. SISIJNA系列橡胶履带两栖全地形车辆J.重型汽车,1996,02:41-42. 10魏小强. 铰接履带运输车车体和铰接架强度刚度分析D.吉林大学，2011.11全地形车的发展历史.黄河口晚刊20120919期.12陈凯运,李德成. CTW12橡胶履带全地形车J.工程机械,1993,01:3-4.13陈根林. 国产西贝虎两栖全地形车J.兵器知识,2007,1
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