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根據(jù)鉆頭幾何學和運動學建立起了隨鉆運動的三牙輪鉆頭的計算機運動學仿真模型,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,又可真實反映鉆頭鉆進過程中各牙齒的瞬時位置和相互關系。該研究不但為鉆頭與巖石互作用仿真建模做好了準備,也是分析研究牙輪鉆頭工作行為的基礎。最后根據(jù)所建立的運動學仿真模型建立起了牙輪上發(fā)生純滾動點的曲面方程,并分析了牙輪上各齒圈牙齒的運動特點和鉆頭的幾何結構對牙輪/鉆頭速比(簡稱輪頭速比)的影響,能更加清楚地認識鉆頭上各齒圈牙齒的刮削破巖方式;同時把牙輪的運動分解為各個齒圈的運動,也為建立鉆頭幾何結構與輪頭速比之間的關系提供了新途徑。
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Mecanum輪運動系統(tǒng)無需轉向輪能實現(xiàn)平面上全方位運動。具有特殊結構的Mecanum輪全方位系統(tǒng)運行在不平地面上時,輪與地面接觸狀態(tài)是變化的,機體與地面不平度的耦合,使機體存在除平面運動外的附加姿態(tài)角運動,因此建立在平面上的三維運動學模型不能描述其運動學特征。為使系統(tǒng)能在具有局部不平度的結構化環(huán)境中運行,必須建立在不平地面條件下Mecanum輪系統(tǒng)的運動學模型。通過分類分析輪與地面的接觸狀態(tài)與接觸圖形,用矢量變換結合笛卡兒坐標變換方法分析給出Mecanum全方位系統(tǒng)在不平地面上運動的六維運動學模型,并分析系統(tǒng)在不平地面上實現(xiàn)全方位行走的條件。分析指出,該六維運動模型既適用于不平地面,也適用于平坦平面,因此該六維運動學模型是一種通用運動模型。
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