中人ZRJX-LCS零差速雙流傳動綜合實驗臺

一、實驗臺簡介
車輛傳動系統是車輛總體的重要組成部分，結構復雜，形式多樣。特別是現代典型的雙流傳動系統，如零差速、正差速、負差速、正獨立、零獨立、負獨立的特點和工作原理，作為坦克、農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設計思想的關鍵，僅靠課堂學習，內容抽象，不利于學生的深入理解和掌握。通過本實驗臺建設，加強對學生履帶式車輛傳動系統創新設計和實驗等實踐環節的訓練，培養學生的實踐能力和創新意識，同時加深學生理解履帶式車輛傳動系統的設計和原理。
該實驗臺的功能主要是為學生提供了零差速雙流傳動系統的結構設計和控制的實訓平臺，讓學生熟練掌握雙流傳動系統總體結構和控制方案的設計，包括分流/匯流機構方案、變速機構方案、轉向機構方案等。
二、實驗臺結構
1—轉向電機、2—左角位移傳感器、3—左車輪、4—左車輪旁減速齒輪、5—左轉向差動輪系、6—變速換擋齒輪機構、7—右轉向差動輪系、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、12—主傳動帶、13—主角位移傳感器、14—轉向角位移傳感器、15—轉向傳動帶、16—控制面板、17—底座
該實驗臺主要由底座、變速換擋齒輪機構、轉向機構、零差速分流/匯流機構和左右車輪傳動系統組成。車輪的轉動主要由主電機11驅動，通過變速換擋齒輪機構6實現模擬車輛的變速；轉向電機1通過左右轉向差動輪系5和7使左右車輪3和9的轉速不一樣，從而實現模擬車輛的轉彎。
同時零差速雙流傳動教學實驗平臺在主傳動帶輪12上、轉向傳動帶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和數據處理軟件，學生可通過測控軟件或控制面板控制左右車輪的變速和轉向。
三、主要技術參數
1、供電電源：220V/50HZ；
2、主電機功率：245W，主電機轉速： 0-1500r/min；
3、轉向電機功率：125W，轉向電機轉速可調：0—1500r/min；
4、角位移傳感器（4個）：脈沖數500；
5、外型尺寸：1300×650×1000
6、虛擬仿真教學系統
機械實訓安全教育虛擬仿真軟件：本軟件基于unity3d開發，軟件采用三維漫游的形式，可通過鍵盤控制移動，鼠標控制鏡頭方向，設有機械安全距離實驗，機械安全保護裝置實驗、機械安全防護設計基礎考核，實驗進行時，三維漫游畫面采用箭頭與腳印圖案提示移動至實驗位置，機械對象周圍圓圈顯示了工作半徑，實驗過程伴有三維機器人的對話框提醒。
A、機械安全距離實驗內容包括防止上下肢觸及危險區的安全距離實驗（內分2種圍欄高度與開口大小），選擇進入后，鏡頭前彈出GB23821-2009《機械安全防止上下肢觸及危險區的安全距離》要求，錯誤示范：實驗過程為人體進入機械對象工作半徑受到傷害后，血色畫面與語音提醒收到機械傷害，并回至原位并進行下一實驗，最終一步為正確做法。
B、機械安全保護裝置實驗分為安全聯鎖開關、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀等保護裝置實驗，可選類別（安全輸入、安全控制、安全輸出、其他）、生產廠家、產品列表（安全聯鎖開關、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀、安全控制器、安全繼電器、安全護欄）。安裝位置有藍色閃爍框架提醒，實驗流程：選擇安全護欄并安裝、選擇安全連鎖開關（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。若進入危險區域時，系統將提示報警音，且機械對象停止工作，選擇電氣控制箱上的復位按鈕可停止。
C、機械安全防護設計基礎考核要求完成機械安全系統的安裝，正確安裝安全護欄、安全聯鎖開關、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，由學生自由選擇，最終10項考核點選好后，提交確認，系統自動得出總分數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。
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設備及軟件安裝調試不需提供。
機械裝配與鉗工裝配虛擬仿真軟件：本軟件基于unity3d開發，可選6級畫質，設有減速器、軸系結構的設計與虛擬拆裝、常見機械機構設計與仿真，機構資源庫，典型機械機構（汽油機發動機的虛擬拆裝），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：進入軟件后自動播放裝配內容，視頻中各步驟均有文字說明
二級展開式圓柱齒輪減速器：進入軟件后采用視頻的形式播放內容，視頻內容應包含：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：點擊進入后自動跳轉到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、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。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部結構。
B.軸系結構的設計及虛擬拆裝界面可選零件認知、拆裝演示、實戰操作。
1、零件認知：內設斜齒輪、無孔端蓋、聯軸器、聯軸器鍵、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，任意零件均可進行360°旋轉
2、拆裝演示：內置2個案例，將鼠標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，設有拆卸與裝配按鈕，功能由軟件自動完成軸系結構拆卸與裝配。三維場景均可進行360°全方位旋轉、放大、縮小、平移。
3、實戰操作：三維零件整齊擺放于桌面，由學生手動選擇對應的零件并移動至軸系結構上，擺放順序正確且位置正確時零件才能安裝上去，設有重新開始按鈕，方便學生重新進行虛擬實驗。將鼠標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、常見機械機構設計與仿真可選鉸鏈四桿機構設計與分析、I\II型曲柄搖桿機構設計與分析、偏置曲柄滑塊機構設計與分析、曲柄擺動導桿機構設計與分析、鉸鏈四桿機構軌跡綜合、偏心直動滾子推桿凸輪、對心直動平底推桿凸輪。
1、各個機構應當能輸入相對應的參數，由軟件自動計算參數，并可進行運動仿真和自動繪制曲線圖。
D、機構資源庫可選平面連桿機構11種、凸輪機構5種、齒輪機構6種、傳動機構8種、加緊機構11種、輪系機構6種、其他機構（機械設備模擬）8種
E、汽油機發動機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有拆卸按鈕、裝配按鈕、重新開始、分解觀察按鈕，將鼠標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構拆卸與裝配。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，可進行360°全方位旋轉、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，均由學生手動選擇對應的零件并移動至機構上，當擺放順序正確且位置正確時零件才能安裝上去，設有重新開始按鈕，方便學生重新進行虛擬實驗。將鼠標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構，可平穩快速地實現模擬車輛的變速；
2. 該實驗臺采用能無極調速的轉向電機1控制模擬車輛的轉彎，可得到任意轉彎半徑；
3、檢測系統集數據采集與電機調節控制于一體。檢測系統采用先進的AVR系列單片機系統，以串口通訊，測試數據精度高、速度快、穩定。
4、該系統配套軟件以Vb為平臺制作開發，其內容豐富，包括實驗臺介紹、車輛的虛擬運動、車輛運動檢測、車輛運動仿真、實驗結果分析等內容，具有綜合性、開放性的特點