根据钻头几何学和运动学建立起了随钻运动的三牙轮钻头的计算机运动学仿真模型,该仿真模型既表示出了钻头上各牙齿的形状、大小和在钻头上的分布情况,又可真实反映钻头钻进过程中各牙齿的瞬时位置和相互关系。该研究不但为钻头与岩石互作用仿真建模做好了准备,也是分析研究牙轮钻头工作行为的基础。最后根据所建立的运动学仿真模型建立起了牙轮上发生纯滚动点的曲面方程,并分析了牙轮上各齿圈牙齿的运动特点和钻头的几何结构对牙轮/钻头速比(简称轮头速比)的影响,能更加清楚地认识钻头上各齿圈牙齿的刮削破岩方式;同时把牙轮的运动分解为各个齿圈的运动,也为建立钻头几何结构与轮头速比之间的关系提供了新途径。
Mecanum轮运动系统无需转向轮能实现平面上全方位运动。具有特殊结构的Mecanum轮全方位系统运行在不平地面上时,轮与地面接触状态是变化的,机体与地面不平度的耦合,使机体存在除平面运动外的附加姿态角运动,因此建立在平面上的三维运动学模型不能描述其运动学特征。为使系统能在具有局部不平度的结构化环境中运行,必须建立在不平地面条件下Mecanum轮系统的运动学模型。通过分类分析轮与地面的接触状态与接触图形,用矢量变换结合笛卡儿坐标变换方法分析给出Mecanum全方位系统在不平地面上运动的六维运动学模型,并分析系统在不平地面上实现全方位行走的条件。分析指出,该六维运动模型既适用于不平地面,也适用于平坦平面,因此该六维运动学模型是一种通用运动模型。
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