仿生履带式概念越野载具结构设计

　　这款仿生履带式概念载具的结构设计，最初的切入点是针对复杂非铺装路面的通行需求，在常规履带行走机构的基础上做了造型与结构的融合尝试。从实际应用场景来看，这类结构可适配特种作业场景的短途通行需求，比如林区巡检、复杂地形勘探的小型代步载体，也可作为特种作业机器人的移动底盘原型，在碎石、浅滩、起伏落差较大的硬质路面上，履带结构本身的接地比压优势能保证足够的抓地力，避免轮式结构容易出现的打滑、陷滞问题。

　　在功能特性的设计上，行走部分采用了整体式橡胶履带结构，履带内侧设置等距的啮合齿，和驱动轮的齿槽完全匹配，传动过程中不会出现跳齿问题，履带的接地段做了微幅的弧度处理，在跨越垂直障碍的时候，前端的引导轮可以先搭住障碍边缘，配合履带的转动逐步将整车抬升，越障高度可以达到履带整体高度的三分之一。载具的上部防护结构没有采用常规的方正舱体设计，而是参考了猛兽脊背的外轮廓做了仿生造型，多组弧形的支撑肋从底盘框架向上延伸，既作为外观造型的组成部分，也可以作为上部防护结构的加强筋，当上部受到落物冲击的时候，弧形结构可以将冲击力分散到底盘的主框架上，相比平板式的防护结构抗冲击能力提升40%左右。

　　设计思路上没有将造型和结构做割裂处理，所有外露的曲面结构都同时承担结构受力的作用，两侧的弧形侧翼从履带侧上方一直延伸到舱体尾部，一方面可以阻挡行进过程中履带带起的碎石、泥水溅入舱体内部，另一方面侧翼本身采用了变厚度的结构设计，和底盘的侧梁直接连接，相当于给底盘两侧额外增加了一组纵向加强梁，在发生侧面碰撞的时候，侧翼可以先吸收一部分冲击能量，减少主舱体的变形量。舱体前部的驾驶区域做了倾斜的挡风面设计，倾斜角度设置为32度，这个角度既可以保证驾驶员的前方视野不受遮挡，也能在行进过程中减少正面的风阻，对于低速行驶的特种载具来说，风阻的影响虽然不如高速车辆明显，但合理的倾角也能减少雨天行驶时雨水在挡风面的附着，提升视野清晰度。

　　从安装边界和尺寸匹配的角度来看，整个载具的底盘宽度控制在1200mm以内，长度控制在2200mm，高度不超过1100mm，这个尺寸边界可以保证载具能够在宽度1.5米的狭窄林间通道内顺利转向，不需要额外预留过多的通行空间。底盘的主框架采用矩形钢管焊接成型，履带的驱动轮安装在底盘后部，张紧轮设置在底盘前部，张紧机构采用螺杆调节式，维护的时候只需要调整前部张紧轮的固定位置，就可以调整履带的张紧度，不需要拆解其他结构。上部的仿生造型构件和主框架之间采用螺栓连接，每个支撑肋的底部都设置了单独的安装法兰，和底盘框架上的预留安装孔一一对应，装配的时候不需要做额外的配焊或者打孔，互换性可以满足批量生产的要求。

　　在细节结构的处理上，履带的上半部分设置了三组托带轮，避免履带在行进过程中因为自重下垂，和上部的支撑结构发生摩擦干涉，托带轮的安装位置刚好对应上部支撑肋的间隙位置，不会和外部的造型构件产生位置冲突。载具的重心设置在底盘纵向中心靠前100mm的位置，这个重心位置可以保证在上坡的时候，前部的引导轮有足够的下压力，不会出现抬头打滑的问题，下坡的时候也不会因为重心过于靠前导致栽头。舱体内部的安装空间预留了动力单元、控制单元的安装位，动力单元可以选择小型燃油机或者电池组，安装接口做了通用化设计，两种动力形式的固定点位置完全一致，可以根据不同的使用场景灵活切换，不需要改动底盘的主体结构。两侧的侧翼下部和履带之间预留了30mm的间隙，即使履带在行进过程中因为负载产生小幅的跳动，也不会和侧翼发生剐蹭，同时这个间隙也足够日常维护的时候清理履带缝隙里卡入的碎石、泥土，不需要拆除侧翼就可以完成常规的清理作业。