这款轮式移动平台的设计初衷,是解决常规巡检、作业运载设备无法跨域通行的痛点,在厂区管网巡检、滨水作业区物料转运、浅水区域勘探采样这类场景中,常规轮式设备遇到积水、浅滩就无法通行,而纯水上载具又无法在硬化路面完成长距离移动,麦克纳姆轮全向移动的特性搭配水陆双模式行进设计,刚好能覆盖这类跨场景的作业需求。从结构设计逻辑来看,陆地行进模块完全沿用麦克纳姆轮的全向移动原理,四个轮组各自搭配独立驱动单元,辊子的偏置角度经过校核,能够在不改变车体朝向的前提下完成前后平移、左右横移、原地自旋等动作,在狭窄的设备巡检通道、堆满物料的仓储边角区域,不需要预留大半径转向空间就能完成位置调整,这一点比常规差速转向的轮式平台适配性强很多。
考虑到涉水行进的需求,车体主框架采用密封舱式设计,所有电气驱动部件都布置在密封舱内部,舱体结合面做了密封槽与密封圈的安装位,避免浅水行进时水渗入电气舱造成故障;车体下部预留了浮力填充层的安装空间,搭配整体重心的低位布置,在水中行进时能够保持稳定的浮态,不会出现侧倾翻覆的问题。水下推进模块没有采用和轮组共用动力的设计,而是单独布置了侧置推进单元,当车体进入水中后,轮组停止动力输出,切换到推进器提供行进动力,轮组本身在水中也不会额外增加过多的行进阻力。
从安装边界来看,车体顶部预留了标准化的安装螺孔阵列,可以根据实际作业需求搭载不同的功能模块,比如巡检用的摄像头支架、采样用的机械臂固定座、小型物料载物台,不需要额外对车体主结构做打孔改装就能完成拓展;四个轮组的安装座采用快拆式设计,日常维护时不需要拆解主框架就能单独更换磨损的辊子或者驱动电机,降低后期运维的拆解工作量。轮组的悬挂部分采用了短行程弹簧阻尼结构,在路面不平整的厂区硬化路面、碎石浅滩行进时,能够过滤掉大部分路面颠簸带来的冲击,避免密封舱因为长期受刚性冲击出现密封失效的问题,同时也能保证四个轮组始终和接触面保持足够的附着力,不会出现单轮悬空打滑的情况。
在动力选型匹配上,陆地驱动单元的扭矩参数按照整车满载重量加1.2倍安全系数做匹配,保证在小坡度的滨水岸坡能够顺利爬坡上岸,水下推进器的推力按照水中浮态下的行进阻力做匹配,能够在缓流的浅水环境下保持稳定的行进速度。车体侧面预留了防水接插件的安装位,所有对外的电气接线都通过防水航插连接,避免涉水时接线位置出现短路问题,同时也方便后期拓展功能模块时快速接线,不需要拆开密封舱做内部走线。整体结构的重心经过反复校核,所有较重的驱动部件、电池模块都布置在车体下部,不管是陆地横移还是水中浮态行进,重心投影始终落在支撑面的安全范围内,不会出现侧翻风险。
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