МОДЕЛЬ ОТКЛОНЕНИЯ ТРАКТОРА ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВНЕШНИХ НЕЦЕНТРАЛЬНЫХ СИЛ

Андрей Олегович Жаков, Ирина Павловна Трояновская

Аннотация


Особенностью тракторных агрегатов и строительно-дорожных машин является особое
взаимодействие с грунтом. Силовое воздействие на базовый трактор осуществляется не
только через движитель, но и со стороны рабочего органа. Часто внешняя сила со стороны
рабочего органа является нецентральной, то есть ее линия действия не проходит через
центр тяжести машины. Это приводит к неуправляемому вращательному сдвигу базового
трактора. Машина теряет курсовую устойчивость и отклоняется от прямолинейного движения под действием внешних сил. Это неуправляемое криволинейное движение на сегодняшний день мало исследовано. Оно представляет собой совокупность прямолинейного управляемого движения и неуправляемого криволинейного сдвига. В статье разработана математическая модель неуправляемого движения трактора, состоящая из уравнений движения и системы силового равновесия. Силовое взаимодействие движителя с грунтом основано на математической теории трения. Результирующая касательная сила и стабилизирующий момент в контакте являются функциями координат мгновенного центра скольжения движителя относительно грунта. Различные коэффициенты трения в продольном и
поперечном направлении позволили учесть анизотропию взаимодействия в контакте. Упругие свойства грунта и шины учитывались за счет переменного коэффициента трения.
Квазистатическая математическая модель позволила построить реальную траекторию
движения с учетом внешних факторов, определить боковое отклонение трактора от прямолинейного движения в любом месте пути. Исследование влияния значения внешней силы, ее направления и точки приложения на траекторию движения на различных типах грунта позволит в дальнейшем найти способы сохранения курсовой устойчивости машины при действии на нее внецентренных внешних сил


Ключевые слова


трактор; отклонение от прямолинейного движения; сила на рабочем органе; уравнения движения; силовое равновесие; силы в контакте движителя с грунтом

Полный текст:

PDF

Литература


Грошев, А.М. Беспилотные транспортные средства: настоящее и будущее / А.М. Грошев, А.В. Тумасов // Транспортные системы. – 2016. – № 2. – С. 68–83.

Zhang, S. Modelling of an unmanned ground vehicle with new skid-steering inputs / S. Zhang, V.V. Vantsevich // 19th International and 14th European-African Regional Conference of the ISTVS. –

– Number Article 132306.

The development of ground unmanned vehicles, driver assistance systems and components according to patent publications / A.M. Saykin, G.S. Tuktakiev, A.V. Zhuravlev, E.P. Zaitseva // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2018. – Vol. 315(1). Number Article 012025.

DOI: 10.1088/1757-899X/315/1/012025

Tractor path tracking control based on binocular vision / S. Zhang, Y. Wang, Z. Zhu et al. // Information Processing in Agriculture. – 2018. – Vol. 5, no. 4. – P. 422–432. DOI: 10.1016/j.inpa.2018.07.003.

Бойков, В.П. Улучшение курсовой устойчивости тракторов «Беларус» / В.П. Бойков, А.И. Бобровник, С.А. Дорохович // Наука и техника. – 2016. – № 15(3). – С. 183–192.

Path tracking control method of agricultural machine navigation based on aiming pursuit model / H. Wang, G. Wang, X. Luo et al. // Nongye Gongcheng Xuebao/Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. – 2019. – Vol. 35, no. 4. – P. 11–19. DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.002.

Liu, H. Robust Finite-time Convergent Trajectory Tracking Control for Unmanned Surface Vehicle / H. Liu, L. Zou // Proceedings: 2019 Chinese Automation Congress. – 2019. – No. 8996836. –

P. 4124–4129. DOI: 10.1109/CAC48633.2019.8996836.

Автогрейдеры: учебное пособие / В.И. Баловнев, Р.Г. Данилов, Г.В. Кустарев, Н.Д. Селиверстов. – Москва, 2014. – 144 с.

Anderson, M. Motor graders / M. Anderson // Better Roads. – 2011. – Vol. 81, no. 3. – P. 24–25.

Шевченко, В.А. Экспериментальное исследование влияния показателей курсовой устойчивости автогрейдера / В.А. Шевченко, А.М. Чаплыгина // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. – 2014. – № 65, 66. – С. 221–226.

Берестов, Е.И. Методика расчета усилий на рабочем оборудовании бульдозера / Е.И. Берестов, И.В. Лесковец // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В: Промышленность. Прикладные науки. – 2009. – № 2. – С. 33–38.

Brown, J.M. Soil excavation improvement from bulldozer blade oscillation / J.M. Brown // SAE Technical Papers – 1978. DOI: 10.4271/780776.

Troyanovskaya, I.P. Ploughing Tractor Lateral Withdrawal Model / I.P. Troyanovskaya, B.M. Pozin, N.K. Noskov // Procedia Engineering. – 2017. – Vol. 206. – P. 1540–1545. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.10.674.

Dual circle tangential line-tracking model based tractor navigation control method / W. Zhang, Y. Ding, Z. Li et al. // Nongye Jixie Xuebao/Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery. – 2016. – Vol. 47, no. 10. – P. 1–10. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.10.001.

Гладов, Г.И. Параметры криволинейного движения специальных транспортных средств /

Г.И. Гладов, Л.А. Пресняков // Автомобильная промышленность. – 2017. – № 5. – С. 22–23.

Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики / С.М. Тарг. – М: Высшая школа, 2002. – 416 с.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.