(6)转向系统。转向电机转动带动转片转动,转片通过连杆带动支架转动,实现车轮的转向;电机停止转动时,在复位弹簧作用下车轮自动复位。
(7)擦干系统。擦干系统由连杆21、支架和滚筒组成。滚筒随着车体的行走而滚动,将多余水分吸入吸水海绵。
2.2电控部分
电控系统采用单片机控制系统,由单片机各输出端口分别控制电磁继电器的通断电、拖动滑移装置与齿轮机构的啮合与分离,实现扫地及拖地的独立或配合工作。同时采用红外遥控装置实现远距离控制。电控系统结构和原理图如图3、图4所示。
图3清扫车电控系统框图
图4清扫车电控系统原理图
(1)供电系统。整个电路电源由两个12V蓄电池串联提供:单片机电源由78L05降压提供,电机由两个的电源串联供电,继电器和电磁铁由12V的电源提供。
(2)遥控系统。手持遥控器设有行走驱动开关、转向开关、洒水阀门开关、扫地、拖地开关,与车载电子线路的控制信号相匹配。
(3)单片机电路。单片机系统由键盘、复位电路、时钟电路等组成。由单片机各口线控制相应的驱动器和继电器。
2.3三维建模与运动仿真
根据设计方案载荷要求,对各机构进行运动分析和详细计算,确定主要部件和元件型号及设计尺寸。在此基础上,根据零件初始设计参数,利用UG软件进行三维实体建模,生成零件加工图纸,并依照装配关系进行虚拟装配,最后进行运动模拟仿真,分析各系统的空间运动轨迹,参照设计要求对方案进行最优化设计,其虚拟样机模型如图5所示。
图5清扫车虚拟样机模型图
3样机制造与调试
依照设计零件图,加工出清扫车的各个零件,根据装配图进行整车组装。同时将电控部分进行组装(图6),实现机电结合,对其各项性能进行调试,最终实现了方案设计预期所有功能,基本上能达到性能要求指标。清扫车实物图如图7所示。
图6清扫车电控系统实物图
图7多功能智能环保型清扫车实物图
4结论
项目组在借鉴与比较国内外各类清洁车特点的基础上,提出了产品设计的工作原理和总体方案,对清扫车各功能组成分解,确定机械系统和控制系统的设计框架。其次,应用UG软件对虚拟样机三维建模与仿真,优化设计产品性能。最后,通过样机加工、装配和性能调试,成功研制了一款多功能智能环保型清洁车。
该清扫车集扫地、吸尘、洒水、拖地、擦干、控制功能于一体,采用直流电机驱动,降低了尾气、噪声等污染,提高了清扫车的综合作业效率,实现智能化、节能、环保,符合环卫车辆的发展方向。
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