Аналітичний спосіб визначення траєкторії криволінійного руху чотирьохколісної машини з передніми керованими колесами

Abstract

В статті приведені результати аналітичного дослідження руху чотирьохколісної машини по криволінійній траєкторії, отримані загальні рівняння траєкторії входу в поворот і виходу з повороту, приведені чисельні рішення на прикладі трактора МТЗ-82. Відомо, що криволінійний рух машинно-тракторного агрегата (МТА) істотно відрізняється від прямолінійного руху. Кінематика і динаміка криволінійного руху машин набагато складніші. Це вимагає додаткового вивчення багатьох факторів, які впливають на керованість, стабільність і надійність руху машини. Існує потреба у визначенні траєкторії руху за допомогою аналітичних рівнянь, що дало б можливість створювати програми управління рухом машин. В роботі наведено аналіз останніх досліджень і публікацій з питань криволінійного руху машин і зроблена спроба отримати рівняння криволінійної траєкторії центра ваги чотирьохколісної машини з передніми керованими колесами. Ці рівняння можна використати для планування розворотів МТА під час обробки поля або для автоматичного управління агрегатами і машинами.

В статье приведены результаты аналитического исследования движения четырехколесной машины по криволинейной траектории, получены общие уравнения траектории входа в поворот и выхода из поворота, приведены численные решения на примере трактора МТЗ-82. Известно, что криволинейное движение машинно-тракторного агрегата (МТА) существенно отличается от прямолинейного движения. Кинематика и динамика криволинейного движения значительно сложнее. Это требует дополнительного изучения многих факторов, которые влияют на управляемость, стабильность и надёжность движения машины. Существует необходимость определения траектории движения с помощью аналитических уравнений, что дало бы возможность создавать программы управления движением машин. В статье приведен анализ последних исследований и публикаций по вопросу криволинейного движения машин и сделана попытка определить уравнения криволинейной траектории четырёхколёсной машины, которые можно использовать для планирования разворотов МТА при обработке поля или для автоматического управления агрегатами и машинами.

It is well known that the curvilinear motion of the machine and tractor unit (MTU) is significantly different from its rectilinear motion. Typically, kinematic and dynamic work environment in the curvilinear motion is much more complicated. It requires additional study of many factors that affect the handling, stability and reliability of the machine. Despite the complexity of the process, the research of conditions of the curvilinear motion of machine and tractor units is actual and has a practical importance. It is important to know exactly how far during certain operations need to be overcome tractor before forecasting future costs of fuel and oil. It is known that turns and reversals amount about 10 - 40% of the trajectory of the MTU. There are diagrams of unit’s turns in different parts of the field and some attempts to construct the trajectory of curvilinear motion by different methods in the academic literature. The authors of this article determine analytically the trajectory of turning the tractor with front drive wheels. A scientific research of the conditions of curvilinear motion of machine and tractor units is of practical importance. A curvilinear motion of MTU is significantly different from its rectilinear motion. Typically, kinematic and dynamic work environment are much more complex. It requires the study of many additional factors that affect the handling, stability and reliability of the machine. This article attempts to describe the curvilinear trajectory of a four-wheeled tractor using parametric equations in Cartesian coordinates. This study is very important for Ag Engineering service companies as it allows to plan area of cultivation in advance, to plant areas which will be turning and topping band. It will enable to calculate the necessary amount of fuel and time. The research of conditions curvilinear motion machine and tractor units has a practical importance. The curvilinear motion machine and tractor unit is significantly different from its rectilinear motion. Typically, the kinematic and dynamic work environments are much more complex, requiring additional study of many factors that affect the handling, stability and reliability of the machine.