基于AMEsim的单兵助力装置微型液压系统设计与仿真

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1、·信息技术·管小荣，等·基于AMEsim的单兵助力装置微型液压系统设计与仿真基于AMEsim的单兵助力装置微型液压系统设计与仿真管小荣，袁辉，王亚平，张开耀，刘国庆(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：考虑到单兵助力装置的特殊性，设计了一套压力补偿式微型液压驱动系统。通过压力补偿，液压系统中四个支路避免了相互间的干扰。经过在AMEsim中建模和仿真分析，验证了所设计的压力补偿系统四个支路间可以同时工作而又互不影响，能够满足单兵行走助力的工作要求。关键词：单兵助力；压力补偿；AMEsim；液压系统中图

2、分类号：TH137；TP319文献标志码：A文章编号：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缩性使得气压驱动系统有很大的噪声，对于单兵助力而

5、言0引言很大的噪声会对士兵造成伤害，因此也难以满足单兵助力装置的要求。液压驱动，首先其液压组件的安装比较随意随着单兵装备技术的发展，单兵装备得到了不断的升不受位置的限制，这一点可以使得单兵助力装置驱动系统级与换代，士兵在传统枪支和弹药等基础上配备了一些新的布局比较合理，从而减少因驱动系统组件的安装位置造式电子信息装备，使得士兵的负重与日俱增，加上现代士成的人机干涉；其次，液压油较小的压缩性使得驱动系统兵经常在执行一些救援、救灾等突发任务时要求携带尽量工作时比较安静，用于单兵助力装置时可以降低噪声对士多的救援物资，使得

6、现代士兵的负重在继续增大，不断增兵的干扰；另外，液压驱动系统工作比较稳定，同时可以做加的负重不断地挑战士兵的体能极限。为了解决士兵负到非常大的功率比重。鉴于液压驱动的这些优点，选择液重与士兵体能间的矛盾，穿戴式单兵助力装置被提上了议压驱动方式来构建单兵助力装置的驱动系统可以满足单程。因为使用对象比较特殊，单兵助力装置对驱动系统的兵助力的要求。要求比较高，使得液压驱动成为其驱动系统的最佳选择。2液压缸布局对于单兵助力而言，液压驱动系统中各支路间工作时可能存在着相互影响，从而影响整个单兵助力装置的工作。本整个单兵助力装置

7、包括以下四个部分：机械系统，感文针对液压驱动系统中各支路间可能存在的相互影响，对知系统，控制系统和驱动系统。当士兵穿戴着单兵助力装其液压驱动系统进行研究。置负重行走时，通过感知系统检测到的信号经控制系统处理来判断士兵的步态，然后控制系统向驱动系统发出驱动1驱动系统选型命令，驱动系统会执行动作，通过机械系统将驱动力传递给穿戴者，从而实现士兵负重行走时的及时助力。而液压驱动系统一般主要有电机驱动、气压驱动及液压驱动缸作为驱动系统中最重要的动力转换环节，其布局十分重三种方式。电机驱动，对工作环境的要求比较苛刻，其驱要。为了

8、减小液压缸布局对穿戴者的行走干涉，将液压缸动组件的安装位置比较固定，缺乏灵活性，另外电机驱动布局设计成如图1所示的结构。由图1可知，整个单兵助所提供的功率比重比较小，以上特点使得电机驱动满足不力装置包含有四个液压缸，每个液压缸分别对应一个支了单兵助力装备的工作要求。气压驱动，因气体较高的压路，则液压系统包括以下支路：左髋液压缸支路，左膝液压缸作