【正文】 再次，我要感謝 xxxxxxxxxx 車輛教研室全體老師以及其他所有對我的學(xué)習(xí)、生活提供幫助的老師。 （ 2） 由于時間和技能水平限制，沒有對轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，平臺車功能不夠完善。 m） 50 d1 14 mm d2 19 mm D 55 mm L 45 mm L1 mm M M5 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 25 圖 聯(lián)軸器尺寸參數(shù) 圖 聯(lián)軸器實(shí)物圖 本章小結(jié) 本章主要是對該四輪轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向平臺車的底盤部分的設(shè)計。 mm= m 電機(jī)轉(zhuǎn)速為： = a3770 =（ 3）爬坡同時加速啟動 由于本文平臺車是一款輕 型 低速電動汽車 ,對在爬坡時候同時加速啟動不做具體要求。 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 19 平臺車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 平臺車驅(qū)動方式設(shè)計 驅(qū)動系統(tǒng)是該四輪轉(zhuǎn)向平臺車的一大重要部分，驅(qū)動系統(tǒng)的動力輸出關(guān)系到四輪轉(zhuǎn)向平臺車的 性能狀況，因此必須慎之又慎。由此計算得到平臺車的長度是 900mm，其前輪距 500mm，其高度為 600mm。 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 13 第四章 底盤 結(jié)構(gòu)選型設(shè)計 平臺車車架設(shè)計 平臺車車架材料選擇 車架作為本次畢業(yè)設(shè)計四輪轉(zhuǎn)向平臺車的主體結(jié)構(gòu)，必須具有一定的形狀結(jié)構(gòu)，以方便安裝四輪轉(zhuǎn)向平臺車的驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以及 搭載 復(fù)合電源系統(tǒng)。將需要的總能量代入公式 （ 31） 可以得到蓄電池容量 = 。 圖 （ c）是車輛在制動或者下坡時復(fù)合電源系統(tǒng)的工作模式圖。 該工業(yè) 6060W鋁型材結(jié)構(gòu)圖 車架 及結(jié)構(gòu)圖如下： 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 圖 工業(yè) 6060W 鋁型材 結(jié)構(gòu)圖 圖 車架主體結(jié)構(gòu)圖 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 一般微型純電動車驅(qū)動系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是使用輪轂，另一種是通過直流電機(jī)以及聯(lián)軸器、減速器構(gòu)成驅(qū)動系統(tǒng)。 第二章，總體設(shè)計方案。 一般使用蓄電池配合各種電機(jī)作為動力，使用輪式或履帶式驅(qū)動系統(tǒng) [3]。 本課題的目標(biāo)是依據(jù)當(dāng)前可以達(dá)到的技術(shù)，設(shè)計并制作出一 個可以在工程應(yīng)用領(lǐng)域具有實(shí)際使用價值的 四輪轉(zhuǎn)向平臺車，該平臺車應(yīng)當(dāng)兼顧成本實(shí)用性、可開發(fā)性，既可以作為裝載各種設(shè)備進(jìn)行工作的平臺，也可以作為工程領(lǐng)域研究人員通用的開發(fā)平臺。 在過去的一個多世紀(jì) 里 ， 全球經(jīng)濟(jì)在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè) 發(fā)展 的 推動下有了長足的發(fā)展，然而與此同時，全球傳統(tǒng)能源資源緊缺和全球生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化等問題也隨之而來 。第二次世界大戰(zhàn)之后 ，前蘇聯(lián)開始 了 對無人車輛 方面 的相關(guān) 研究， 1980 年左右 ，美國 斯坦福大學(xué) 、麻省理工學(xué)院等 高等院校的科研機(jī)構(gòu)開始了在無人地面車輛 方面 的研究。 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 第二章 總體設(shè)計方案 本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容主要 可以 分成兩個部分 ， 其中 一 個部分 是復(fù)合電源 系統(tǒng) 的選型與設(shè)計，另一個 部分 是平臺車的底盤結(jié)構(gòu)選型 與 設(shè)計，下面將對這兩點(diǎn)設(shè)計的總體設(shè)計方案進(jìn)行簡要概述。 如果不添加這個功率分配控制器，將導(dǎo)致 蓄電池 與超級電容器的輸出端電壓相等，從而 使得 超級 電容器 只能在蓄電池輸入輸出功率發(fā)生快速變化時提供功率輔助， 而無法控制 其負(fù)載均衡 。蓄電池在進(jìn)行容量計算的時候，其性能參數(shù)要滿足 系統(tǒng)的電壓等級要求、能量要求、功率要求、最大充放電電流要求等 [1]， 然而因?yàn)橛谐夒娙萜餮a(bǔ)償放電的原因，復(fù)合電源系統(tǒng)能量儲存裝置中的鉛酸蓄電池在進(jìn)行參數(shù)匹配的時候只需要滿足電壓等級要求和能量要求 。由式（ 39） 計算得超級電容器的電容量 = 。 比亞迪 E6是一款純電動 的 四驅(qū) 乘用 車，是比亞迪 汽車公司 在 F3DM之后再次打造的第二款新能源車型。由于本人計算機(jī)硬件配置的原因，在對截面形狀鋁型材車架幾何模型進(jìn)行表格劃分時多次嘗試而沒有結(jié)果，因此，最后對該平臺車車 架進(jìn)行了簡化處理，將車架各根型材的截面簡化成了正方形， 該簡化幾何模型如圖 所示： 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 圖 基于 DM 組件的車架幾何模型 基于 Mechanical 組件的靜力結(jié)構(gòu)有限元分析 在上一步基于 DM 組件建立了車架的幾何模型以后，在 Mechanical 組件中完成后續(xù)分析流程。此時，輪轂電機(jī)功率為： a阻力t uFη1P==211W 電動機(jī)扭矩為： rT=F阻力 = 轉(zhuǎn)向系總體設(shè)計方案 平臺車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動機(jī)構(gòu)選用直流步進(jìn)電機(jī)，通過支架將步進(jìn)電機(jī)、減速機(jī)固定在安裝在車架上的輪系安裝板上，通過聯(lián)軸器將減速機(jī)輸出軸與 圖 驅(qū)動系統(tǒng)三維圖所示的轉(zhuǎn)向支柱相連，從而實(shí)現(xiàn)扭矩從步進(jìn)電機(jī)到減速機(jī)再到輪系的傳遞。 m） 額定電流（ A） 相電阻（Ω） 相電感（ mH） 引線數(shù) 4 轉(zhuǎn)動慣量（ g m。感謝這一個多學(xué)期以來 xxxx老師在對我的畢業(yè)設(shè)計過程中的指導(dǎo)。 在這里預(yù)祝 xxxxxxxxxxx 辦學(xué)越來越好，教學(xué)水平越來越高！ 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 30 參考文獻(xiàn) [1] 陸建康 . 微型純電動汽車復(fù)合電源系統(tǒng)設(shè)計研究 [D].南京航空航天大學(xué) ,2021. 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ANSYS Workbench工程實(shí)例詳解 [M]. 北京：人民郵電出版社， 。也感謝你們鼓勵我繼續(xù)求學(xué)，雖然因?yàn)榉潘删枰呀?jīng)失敗了一次，但是我想下一次我一定會努力考取理想的學(xué)校。 實(shí)物設(shè)計成果展示 本次畢業(yè)設(shè)計的題目為四輪轉(zhuǎn)向平臺車的底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 ，接下來將對本次實(shí)物設(shè)計的成果進(jìn)行展示： （ 1）車架 本次畢業(yè)設(shè)計實(shí)物設(shè)計的 四輪轉(zhuǎn)向平臺車的 車架選用 6060W 工業(yè)鋁型材，通過鋁合金角件與螺栓連接而成，其尺寸（長 寬 高）為 900230240mm。 m，額定電流 ；選擇使用減速比為 1： 10 的行星齒輪減速機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是 將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機(jī)， 是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一 ,廣泛地應(yīng)用在各種計算機(jī)控制的自動系統(tǒng)中。通過分析電動汽車的在行駛過程中的運(yùn)轉(zhuǎn)情況可以得到 :輪轂電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩主要出現(xiàn)在下面三種情況 [5]： （ 1）以最高速度在平直路面均速行駛 假設(shè)平臺車在平直路面以最高車速 30km/h 均速直線行駛，其受到的阻力為 ： =Gf+F 2ad阻力 （ 41） 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 式中： G平臺車重力； f— 行駛滾動阻力系數(shù)，本文取 f=； Cd— 風(fēng)阻系數(shù)，本文取 Cd=； A— 迎風(fēng)面積，本文取 A=； ua— 平臺車速度。本文使用 ANSYS Workbench 對車輛進(jìn)行強(qiáng)度 有限元 分析。 本章第一節(jié)有提到，本次設(shè)計是將 3 種不同長度、每種長度 4 根共 12根工業(yè) 6060W 鋁型材，通過機(jī)加工的角件以及螺栓進(jìn)行連接與固定，組裝成一個鋁型材立方體框。 當(dāng) 超級電容器組 的電壓 從額定 電壓 值降低到額定 電壓 值的一半（ 即 ULow=），則超級電容器組釋放的總能量為： 2UpUCUC UC83W = （ 37） 復(fù)合電源系統(tǒng)中超級電容器的最低能量容量必須滿足車輛在最高車速下再生制動所能回收的總能量要求或加速到最高車速時車輛所需釋放的總能量要求。鑒于鉛酸蓄電池的技術(shù)比較成熟，而且價格低廉，純電動汽車尤其是微型純電動汽車一般選擇鉛蓄電池作為能量純純裝置，因此在本次畢業(yè)設(shè)計的復(fù)合電源系統(tǒng)選擇 鉛酸蓄電池作為高比能量的能量存儲裝置。因此，本次畢業(yè)設(shè)計選用鉛蓄電池和超級電容器并聯(lián)構(gòu)成 四輪轉(zhuǎn)向平臺車復(fù)合電源系統(tǒng)，并通過 添加一個 功率分配器 對其 進(jìn)行功率分配， 復(fù)合電源系統(tǒng)總體 結(jié)構(gòu)如圖 所示： 圖 復(fù)合電源系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 復(fù)合電源工作原理 復(fù)合電源系統(tǒng)工作原理如圖 所示， 車輛在行駛過程中的需求功率會不斷變化，當(dāng)車輛行駛 期間 需求功率大 于最大穩(wěn)態(tài)行駛功率 時，蓄電池以及超級電容都會對外輸出功率 ， 其中 超級電容器 組作為輔助功率輸出裝置 用于 輸出 最大穩(wěn)態(tài)功率以外的 需求 功率； 而當(dāng) 車輛行駛期間需 要的 功率介于零到最大穩(wěn)態(tài)行駛功率之間時，則只有蓄電池對外輸出功率以驅(qū)動電機(jī)輸出扭矩使車輛正常行駛；當(dāng)車輛行駛期間需求功率小于零時， 超級電容器 則會 吸收車輛在進(jìn)行 再生制動 的時候 驅(qū)動電機(jī) 反饋 的再生制動能 ，從而提高能量利用率 。 第五章，總結(jié)與展望。 相比于復(fù)合電源系統(tǒng)， 微型無人車輛 的 相關(guān)研究就早了很多。Fourwheel Steering。該平臺車 結(jié)構(gòu)簡單 、體積小，具備微型無人車輛的基本結(jié)構(gòu)，并可 在后期 添加設(shè)備 以 進(jìn)行各類實(shí)驗(yàn) ，也可直接作為通用開發(fā)平臺進(jìn)行其他研究 。在 1966年，美國的通用汽車公司開發(fā)并推出了全球第一臺有人駕駛的 氫 燃料電池 封閉式箱車“ Electrovan”，并在之后的幾年里相繼推出“ HydroGen1”、“ Precept”、“ AUTOnomy”等由通過將 燃料電池和 鉛酸 蓄電池 并聯(lián)構(gòu)成 的復(fù)合電源 系統(tǒng)驅(qū)動的 純電動概念 汽 車。首先，介紹了一下本次畢業(yè)設(shè)計的復(fù)合電源系統(tǒng)選型與設(shè)計，然后，從車架設(shè)計、驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計三個方面對本次畢業(yè)設(shè)計的底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計作了介紹。 其結(jié)構(gòu)圖如下： 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 圖 驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計 本次畢業(yè)設(shè)計之初，擬選用步進(jìn)電機(jī)作為轉(zhuǎn)向驅(qū)動機(jī)構(gòu)，通過齒輪驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動來達(dá)到控制轉(zhuǎn)向的目的，后來考慮到齒輪的機(jī)械加工加工周期長、費(fèi)用高，故最終選用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)，通過聯(lián)軸器連接車輪與步進(jìn)電機(jī)，來完成轉(zhuǎn)向控制。 （ a）穩(wěn) 定 行駛 工況 （ b）加速或爬坡工況 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 9 （ c）制動或下坡工況 圖 復(fù)合電源系統(tǒng)不同工況工作模式原理圖 復(fù)合電源系統(tǒng)儲能裝置參數(shù)匹配 蓄電池參數(shù)匹配 蓄電池是制約當(dāng)今世界純電動汽車發(fā)展水平的一個關(guān)鍵因素，作為純電動汽車重要的儲能裝置，要想在全國乃至全球范圍內(nèi)全面推動純電動汽車的發(fā)展與推廣，蓄電池必須滿足比功率高、比能量高、使用壽命長和價格低廉等等條件。所選取的蓄電池參數(shù)如表 所示。 在進(jìn)行本四輪轉(zhuǎn)向平臺車的底盤結(jié)構(gòu)部分設(shè)計的時候， 考慮采用桁架式車架，這種車架結(jié)構(gòu)簡單，對設(shè)計的要求不高，加工也簡單?？紤]到平臺車的用途，以及四輪轉(zhuǎn)向的要求，故車架的寬度選擇為 230mm，高度選擇為 240mm。輪轂電機(jī)驅(qū)動的電動車和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相比，通過輪轂電機(jī)的快速驅(qū)動和制動可以獨(dú)立地對各個車輪進(jìn)行控制，其輸出的效率高，并且可以利用電子差速來增加車輛的轉(zhuǎn)向靈敏性。 m，考慮到需要為設(shè)計四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 21 留有一定的加工余量，因此選擇輪轂電機(jī)額定功率 500W，額定扭矩 15N （ 2）電機(jī)參數(shù)的選擇和計算 這里采用直流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)向支柱結(jié)構(gòu)形式，考慮到電動機(jī)的轉(zhuǎn)速過大，需要減速增矩，故電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)減速機(jī)構(gòu) 減速 后再驅(qū)動轉(zhuǎn)向軸。 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 26 第五章 總結(jié)與展望 全文總結(jié) 全文的主要內(nèi)容包括了四輪轉(zhuǎn)向平臺車復(fù)合電源系統(tǒng)的選型與計算、平臺車車架的設(shè)計與校核、平臺車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計與計算、平臺車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)