МОДЕЛЬ ОТКЛОНЕНИЯ ТРАКТОРА ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВНЕШНИХ НЕЦЕНТРАЛЬНЫХ СИЛ

Андрей Олегович Жаков
ЮжноУральский государственный университет, г. Челябинск

Ирина Павловна Трояновская
ЮжноУральский государственный аграрный университет, г. Челябинск


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.