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更新時(shí)間：2024.12.28
三牙輪鉆頭運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模型及其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)研究

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根據(jù)鉆頭幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)建立起了隨鉆運(yùn)動(dòng)的三牙輪鉆頭的計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模型,該仿真模型既表示出了鉆頭上各牙齒的形狀、大小和在鉆頭上的分布情況,又可真實(shí)反映鉆頭鉆進(jìn)過程中各牙齒的瞬時(shí)位置和相互關(guān)系。該研究不但為鉆頭與巖石互作用仿真建模做好了準(zhǔn)備,也是分析研究牙輪鉆頭工作行為的基礎(chǔ)。最后根據(jù)所建立的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模型建立起了牙輪上發(fā)生純滾動(dòng)點(diǎn)的曲面方程,并分析了牙輪上各齒圈牙齒的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和鉆頭的幾何結(jié)構(gòu)對(duì)牙輪/鉆頭速比(簡稱輪頭速比)的影響,能更加清楚地認(rèn)識(shí)鉆頭上各齒圈牙齒的刮削破巖方式;同時(shí)把牙輪的運(yùn)動(dòng)分解為各個(gè)齒圈的運(yùn)動(dòng),也為建立鉆頭幾何結(jié)構(gòu)與輪頭速比之間的關(guān)系提供了新途徑。

不平地面上Mecanum輪全方位系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)通用模型

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Mecanum輪運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)無需轉(zhuǎn)向輪能實(shí)現(xiàn)平面上全方位運(yùn)動(dòng)。具有特殊結(jié)構(gòu)的Mecanum輪全方位系統(tǒng)運(yùn)行在不平地面上時(shí),輪與地面接觸狀態(tài)是變化的,機(jī)體與地面不平度的耦合,使機(jī)體存在除平面運(yùn)動(dòng)外的附加姿態(tài)角運(yùn)動(dòng),因此建立在平面上的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)模型不能描述其運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。為使系統(tǒng)能在具有局部不平度的結(jié)構(gòu)化環(huán)境中運(yùn)行,必須建立在不平地面條件下Mecanum輪系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。通過分類分析輪與地面的接觸狀態(tài)與接觸圖形,用矢量變換結(jié)合笛卡兒坐標(biāo)變換方法分析給出Mecanum全方位系統(tǒng)在不平地面上運(yùn)動(dòng)的六維運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并分析系統(tǒng)在不平地面上實(shí)現(xiàn)全方位行走的條件。分析指出,該六維運(yùn)動(dòng)模型既適用于不平地面,也適用于平坦平面,因此該六維運(yùn)動(dòng)學(xué)模型是一種通用運(yùn)動(dòng)模型。

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