目前,应用于仓储货物装载转运的牵引车辆多采用平行四边形牵引转向机构,因转向轮不符合阿克曼原理,转向时滑动摩擦力大,从而会导致牵引转向操作费力。设计了一种基于阿克曼原理的梯形牵引转向机构,并运用多元非线性规划序列二次规划遗传算法对梯形牵引转向机构的构件尺寸进行优化运算,得到了更加贴合阿克曼理论曲线的尺寸参数。根据优化后的参数制作了样机,通过动力学仿真软件从转向轨迹、转向启动力矩、能量转化效率3个维度对梯形转向机构与优化前平行四边形机构进行了仿真对比实验。结果表明,优化之后的机构具有更平滑的转向轨迹、更小的转向启动力矩以及更高的能量转化效率。

在分析了阿克曼转向原理的基础上,针对16轮600 t轮胎式船艇搬运起重机所要实现的转向功能,提出了一种新的转向机构,使16轮起重机能实现直行、斜行、阿克曼转向、原地转向等9种行走模式;运用MathCAD对转向机构进行计算,找到各轮转角的联系;运用PLC+编码器+液压系统的方法实现对各轮转角的精确控制。

分析并修正了考虑轮胎侧偏刚度下的理想阿克曼转向原理,给出了后驱汽车转向理想线的定义与求解方法并求得此理想线,分别用前轮瞬心离汽车后轴距离、给定前轮预偏角和给定此预偏角下前轮侧偏角的对比两种方法验证了此方法的正确性;建立了给定任意前瞬心点的后驱四轮模型和等效三轮模型,分别在这两种受力模型中分析了各受力随前轮转向角的关系以及求得并分析了两种模型中汽车转向中心位置的变化;对比等效三轮模型和四轮模型的分析结果,发现在小转向角时等效三轮模型和四轮模型是等价的;此模型的建立为后续研究考虑汽车离心力时汽车的转向中心提供了一种思路,同时也为将来研究汽车甩尾、翻车等的条件奠定了基础。