基于AMEsim的單兵助力裝置微型液壓系統(tǒng)設計與仿真

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1、·信息技術·管小榮，等·基于AMEsim的單兵助力裝置微型液壓系統(tǒng)設計與仿真基于AMEsim的單兵助力裝置微型液壓系統(tǒng)設計與仿真管小榮，袁輝，王亞平，張開耀，劉國慶(南京理工大學機械工程學院，江蘇南京210094)摘要：考慮到單兵助力裝置的特殊性，設計了一套壓力補償式微型液壓驅動系統(tǒng)。通過壓力補償，液壓系統(tǒng)中四個支路避免了相互間的干擾。經過在AMEsim中建模和仿真分析，驗證了所設計的壓力補償系統(tǒng)四個支路間可以同時工作而又互不影響，能夠滿足單兵行走助力的工作要求。關鍵詞：單兵助力；壓力補償；AMEsim；液壓系統(tǒng)中圖

2、分類號：TH137；TP319文獻標志碼：A文章編號：1671—5276(2014)01—0111-04DesignandSimulationofMiniatureHydraulicSystemforIndividualSoldierAssistingDeviceBasedonAMEsimGUANXiao—rong，YUANHui，WANGYa—ping，ZHANGKai·yao，LIUGuo—qing(SchoolofMechanicalEngineering，Nanjinguniversityofsciencea

3、ndtechnology，Nanjing210094，China)Abstract：Takingintoaccountthespecialityofindividualsoldierassistingdevice，thepaperdesignsapressurecompensatedminia-turehydraulicsystem．Throughthepressurecompensation，themutualinterferenceofthefourbranchesinthissystemisavoided．It

4、isverifiedthatthefourbranchescanworksimultaneouslyandindependentlybymodelingandsimulationinAMEsimandmeettheworkrequirementsoftheindividualsoldierwalkingpower．Keywords：individualsoldierassisting；pressurecompensation；AMEsim；hydraulicsystem縮性使得氣壓驅動系統(tǒng)有很大的噪聲，對于單兵助力而

5、言0引言很大的噪聲會對士兵造成傷害，因此也難以滿足單兵助力裝置的要求。液壓驅動，首先其液壓組件的安裝比較隨意隨著單兵裝備技術的發(fā)展，單兵裝備得到了不斷的升不受位置的限制，這一點可以使得單兵助力裝置驅動系統(tǒng)級與換代，士兵在傳統(tǒng)槍支和彈藥等基礎上配備了一些新的布局比較合理，從而減少因驅動系統(tǒng)組件的安裝位置造式電子信息裝備，使得士兵的負重與日俱增，加上現(xiàn)代士成的人機干涉；其次，液壓油較小的壓縮性使得驅動系統(tǒng)兵經常在執(zhí)行一些救援、救災等突發(fā)任務時要求攜帶盡量工作時比較安靜，用于單兵助力裝置時可以降低噪聲對士多的救援物資，使得

6、現(xiàn)代士兵的負重在繼續(xù)增大，不斷增兵的干擾；另外，液壓驅動系統(tǒng)工作比較穩(wěn)定，同時可以做加的負重不斷地挑戰(zhàn)士兵的體能極限。為了解決士兵負到非常大的功率比重。鑒于液壓驅動的這些優(yōu)點，選擇液重與士兵體能間的矛盾，穿戴式單兵助力裝置被提上了議壓驅動方式來構建單兵助力裝置的驅動系統(tǒng)可以滿足單程。因為使用對象比較特殊，單兵助力裝置對驅動系統(tǒng)的兵助力的要求。要求比較高，使得液壓驅動成為其驅動系統(tǒng)的最佳選擇。2液壓缸布局對于單兵助力而言，液壓驅動系統(tǒng)中各支路間工作時可能存在著相互影響，從而影響整個單兵助力裝置的工作。本整個單兵助力裝置

7、包括以下四個部分：機械系統(tǒng)，感文針對液壓驅動系統(tǒng)中各支路間可能存在的相互影響，對知系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)。當士兵穿戴著單兵助力裝其液壓驅動系統(tǒng)進行研究。置負重行走時，通過感知系統(tǒng)檢測到的信號經控制系統(tǒng)處理來判斷士兵的步態(tài)，然后控制系統(tǒng)向驅動系統(tǒng)發(fā)出驅動1驅動系統(tǒng)選型命令，驅動系統(tǒng)會執(zhí)行動作，通過機械系統(tǒng)將驅動力傳遞給穿戴者，從而實現(xiàn)士兵負重行走時的及時助力。而液壓驅動系統(tǒng)一般主要有電機驅動、氣壓驅動及液壓驅動缸作為驅動系統(tǒng)中最重要的動力轉換環(huán)節(jié)，其布局十分重三種方式。電機驅動，對工作環(huán)境的要求比較苛刻，其驅要。為了

8、減小液壓缸布局對穿戴者的行走干涉，將液壓缸動組件的安裝位置比較固定，缺乏靈活性，另外電機驅動布局設計成如圖1所示的結構。由圖1可知，整個單兵助所提供的功率比重比較小，以上特點使得電機驅動滿足不力裝置包含有四個液壓缸，每個液壓缸分別對應一個支了單兵助力裝備的工作要求。氣壓驅動，因氣體較高的壓路，則液壓系統(tǒng)包括以下支路：左髖液壓缸支路，左膝液壓缸作