中人ZRJX-LCS零差速雙流傳動綜合實驗臺

一、實驗臺簡介
車輛傳動系統(tǒng)是車輛總體的重要組成部分，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形式多樣。特別是現(xiàn)代典型的雙流傳動系統(tǒng)，如零差速、正差速、負(fù)差速、正獨立、零獨立、負(fù)獨立的特點和工作原理，作為坦克、農(nóng)用和工程用的履帶式車輛有別于輪式車輛的特色，是理解履帶式車輛行駛原理和傳動系統(tǒng)設(shè)計思想的關(guān)鍵，僅靠課堂學(xué)習(xí)，內(nèi)容抽象，不利于學(xué)生的深入理解和掌握。通過本實驗臺建設(shè)，加強(qiáng)對學(xué)生履帶式車輛傳動系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計和實驗等實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識，同時加深學(xué)生理解履帶式車輛傳動系統(tǒng)的設(shè)計和原理。
該實驗臺的功能主要是為學(xué)生提供了零差速雙流傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制的實訓(xùn)平臺，讓學(xué)生熟練掌握雙流傳動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和控制方案的設(shè)計，包括分流/匯流機(jī)構(gòu)方案、變速機(jī)構(gòu)方案、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)方案等。
二、實驗臺結(jié)構(gòu)
1—轉(zhuǎn)向電機(jī)、2—左角位移傳感器、3—左車輪、4—左車輪旁減速齒輪、5—左轉(zhuǎn)向差動輪系、6—變速換擋齒輪機(jī)構(gòu)、7—右轉(zhuǎn)向差動輪系、8—右車輪旁減速齒輪、9—右車輪、
10—右角位移傳感器、11—主電機(jī)、12—主傳動帶、13—主角位移傳感器、14—轉(zhuǎn)向角位移傳感器、15—轉(zhuǎn)向傳動帶、16—控制面板、17—底座
該實驗臺主要由底座、變速換擋齒輪機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、零差速分流/匯流機(jī)構(gòu)和左右車輪傳動系統(tǒng)組成。車輪的轉(zhuǎn)動主要由主電機(jī)11驅(qū)動，通過變速換擋齒輪機(jī)構(gòu)6實現(xiàn)模擬車輛的變速；轉(zhuǎn)向電機(jī)1通過左右轉(zhuǎn)向差動輪系5和7使左右車輪3和9的轉(zhuǎn)速不一樣，從而實現(xiàn)模擬車輛的轉(zhuǎn)彎。
同時零差速雙流傳動教學(xué)實驗平臺在主傳動帶輪12上、轉(zhuǎn)向傳動帶15上、左右車輪3和9上安裝了角位移傳感器，并配備了控制檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理軟件，學(xué)生可通過測控軟件或控制面板控制左右車輪的變速和轉(zhuǎn)向。
三、主要技術(shù)參數(shù)
1、供電電源：220V/50HZ；
2、主電機(jī)功率：245W，主電機(jī)轉(zhuǎn)速： 0-1500r/min；
3、轉(zhuǎn)向電機(jī)功率：125W，轉(zhuǎn)向電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)：0—1500r/min；
4、角位移傳感器（4個）：脈沖數(shù)500；
5、外型尺寸：1300×650×1000
6、虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)
機(jī)械實訓(xùn)安全教育虛擬仿真軟件：本軟件基于unity3d開發(fā)，軟件采用三維漫游的形式，可通過鍵盤控制移動，鼠標(biāo)控制鏡頭方向，設(shè)有機(jī)械安全距離實驗，機(jī)械安全保護(hù)裝置實驗、機(jī)械安全防護(hù)設(shè)計基礎(chǔ)考核，實驗進(jìn)行時，三維漫游畫面采用箭頭與腳印圖案提示移動至實驗位置，機(jī)械對象周圍圓圈顯示了工作半徑，實驗過程伴有三維機(jī)器人的對話框提醒。
A、機(jī)械安全距離實驗內(nèi)容包括防止上下肢觸及危險區(qū)的安全距離實驗（內(nèi)分2種圍欄高度與開口大?。x擇進(jìn)入后，鏡頭前彈出GB23821-2009《機(jī)械安全防止上下肢觸及危險區(qū)的安全距離》要求，錯誤示范：實驗過程為人體進(jìn)入機(jī)械對象工作半徑受到傷害后，血色畫面與語音提醒收到機(jī)械傷害，并回至原位并進(jìn)行下一實驗，最終一步為正確做法。
B、機(jī)械安全保護(hù)裝置實驗分為安全聯(lián)鎖開關(guān)、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀等保護(hù)裝置實驗，可選類別（安全輸入、安全控制、安全輸出、其他）、生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品列表（安全聯(lián)鎖開關(guān)、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀、安全控制器、安全繼電器、安全護(hù)欄）。安裝位置有藍(lán)色閃爍框架提醒，實驗流程：選擇安全護(hù)欄并安裝、選擇安全連鎖開關(guān)（或選擇安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀）并安裝、選擇安全控制器并安裝至電氣控制箱、選擇安全繼電器并安裝至電氣控制箱、點擊電氣控制箱上的啟動按鈕。若進(jìn)入危險區(qū)域時，系統(tǒng)將提示報警音，且機(jī)械對象停止工作，選擇電氣控制箱上的復(fù)位按鈕可停止。
C、機(jī)械安全防護(hù)設(shè)計基礎(chǔ)考核要求完成機(jī)械安全系統(tǒng)的安裝，正確安裝安全護(hù)欄、安全聯(lián)鎖開關(guān)、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀、安全控制器、安全繼電器、24V電源、信號燈及急停按鈕，考核分為十個考核點，部分考核點有3個選項，由學(xué)生自由選擇，最終10項考核點選好后，提交確認(rèn)，系統(tǒng)自動得出總分?jǐn)?shù)以及各考核點的得分情況。
D、軟件須為整體同一平臺，不得以單獨的資源展現(xiàn)。
E、同時為客戶提供本軟件的VR安裝包方便用戶拓展為VR實驗，VR設(shè)備及軟件安裝調(diào)試不需提供。
機(jī)械裝配與鉗工裝配虛擬仿真軟件：本軟件基于unity3d開發(fā)，可選6級畫質(zhì)，設(shè)有減速器、軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計與虛擬拆裝、常見機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計與仿真，機(jī)構(gòu)資源庫，典型機(jī)械機(jī)構(gòu)（汽油機(jī)發(fā)動機(jī)的虛擬拆裝），軟件為一個整體軟件，不能為一個個單獨的資源。
A.減速器設(shè)計與虛擬拆裝界面可選渦輪蝸桿圓錐齒輪減速器、二級展開式圓柱齒輪減速器、圓錐圓柱齒輪減速器、同軸式圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、一級圓柱齒輪減速器。
渦輪蝸桿圓錐齒輪減速器：進(jìn)入軟件后自動播放裝配內(nèi)容，視頻中各步驟均有文字說明
二級展開式圓柱齒輪減速器：進(jìn)入軟件后采用視頻的形式播放內(nèi)容，視頻內(nèi)容應(yīng)包含：零件名稱（掃描二維碼可看零部件名稱）、拆裝演示（包含拆卸、裝配）、虛擬拆裝（包含整體、低速軸、中速軸、高速軸、箱蓋、箱座）
圓錐圓柱齒輪減速器、同軸式圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、一級圓柱齒輪減速器：點擊進(jìn)入后自動跳轉(zhuǎn)到edrawings界面，模型均為三維模型，通過點擊零部件顯示零部件名稱，可360°全方位旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、平移，同時可通過移動零部件功能，將整個減速器進(jìn)行拆卸組裝，同時可以選擇主頁按鈕回到減速器最初始的狀態(tài)。圓錐齒輪減速器、一級圓柱齒輪減速器增加了插入橫斷面功能，可自由拖動橫斷面觀察減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
B.軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計及虛擬拆裝界面可選零件認(rèn)知、拆裝演示、實戰(zhàn)操作。
1、零件認(rèn)知：內(nèi)設(shè)斜齒輪、無孔端蓋、聯(lián)軸器、聯(lián)軸器鍵、軸、齒輪鍵、帶孔端蓋、軸套、深溝球軸承的三維模型與零件名稱，任意零件均可進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)
2、拆裝演示：內(nèi)置2個案例，將鼠標(biāo)移動到某一零件位置時（底座與軸承座除外），該零件自動放大，并顯示零件名稱，設(shè)有拆卸與裝配按鈕，功能由軟件自動完成軸系結(jié)構(gòu)拆卸與裝配。三維場景均可進(jìn)行360°全方位旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、平移。
3、實戰(zhàn)操作：三維零件整齊擺放于桌面，由學(xué)生手動選擇對應(yīng)的零件并移動至軸系結(jié)構(gòu)上，擺放順序正確且位置正確時零件才能安裝上去，設(shè)有重新開始按鈕，方便學(xué)生重新進(jìn)行虛擬實驗。將鼠標(biāo)移動到某一零件位置時（底座與軸承座除外），該零件自動放大，并顯示零件名稱。
C、常見機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計與仿真可選鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析、I\II型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析、曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)軌跡綜合、偏心直動滾子推桿凸輪、對心直動平底推桿凸輪。
1、各個機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)能輸入相對應(yīng)的參數(shù)，由軟件自動計算參數(shù)，并可進(jìn)行運(yùn)動仿真和自動繪制曲線圖。
D、機(jī)構(gòu)資源庫可選平面連桿機(jī)構(gòu)11種、凸輪機(jī)構(gòu)5種、齒輪機(jī)構(gòu)6種、傳動機(jī)構(gòu)8種、加緊機(jī)構(gòu)11種、輪系機(jī)構(gòu)6種、其他機(jī)構(gòu)（機(jī)械設(shè)備模擬）8種
E、汽油機(jī)發(fā)動機(jī)的虛擬拆裝可選曲軸箱裝拆演示、曲軸箱虛擬裝配、配氣系裝拆演示、配氣系虛擬裝配
1、曲軸箱裝拆演示與配氣系裝拆演示均設(shè)有拆卸按鈕、裝配按鈕、重新開始、分解觀察按鈕，將鼠標(biāo)移動到某一零件位置時，該零件自動放大，并顯示零件名稱，功能由軟件自動完成軸系結(jié)構(gòu)拆卸與裝配。使用分解觀察按鈕時，曲軸箱或配氣系三維模型自動展示爆炸圖，可進(jìn)行360°全方位旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、平移
2、曲軸箱虛擬裝配與配氣系虛擬裝配的三維零件均整齊擺放于桌面，均由學(xué)生手動選擇對應(yīng)的零件并移動至機(jī)構(gòu)上，當(dāng)擺放順序正確且位置正確時零件才能安裝上去，設(shè)有重新開始按鈕，方便學(xué)生重新進(jìn)行虛擬實驗。將鼠標(biāo)移動到某些零件位置時，自動顯示零件名稱。
四、性能特點
1．該實驗臺采用離合器控制變速換擋齒輪機(jī)構(gòu)，可平穩(wěn)快速地實現(xiàn)模擬車輛的變速；
2. 該實驗臺采用能無極調(diào)速的轉(zhuǎn)向電機(jī)1控制模擬車輛的轉(zhuǎn)彎，可得到任意轉(zhuǎn)彎半徑；
3、檢測系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集與電機(jī)調(diào)節(jié)控制于一體。檢測系統(tǒng)采用先進(jìn)的AVR系列單片機(jī)系統(tǒng)，以串口通訊，測試數(shù)據(jù)精度高、速度快、穩(wěn)定。
4、該系統(tǒng)配套軟件以Vb為平臺制作開發(fā)，其內(nèi)容豐富，包括實驗臺介紹、車輛的虛擬運(yùn)動、車輛運(yùn)動檢測、車輛運(yùn)動仿真、實驗結(jié)果分析等內(nèi)容，具有綜合性、開放性的特點