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六轮摇臂式越障移动行走机构

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2022-05-30 ID:643354
  • 六轮摇臂式越障移动行走机构

  这套六轮摇臂式行走机构,核心面向非结构化地形的移动作业场景设计,常见于野外探测、狭小空间巡检、复杂地形物料转运类设备的行走端配套。不同于常规固定轴轮式底盘,该结构通过多段铰接式摇臂将六个行走轮独立连接到主体框架上,每个摇臂段都可绕铰接点做一定角度的摆动,在遇到凸起、沟壑、倾斜坡面时,各轮组能随地形起伏自适应调整位置,始终保证所有轮胎与地面保持有效接触,不会出现常规底盘单轮悬空、附着力不足导致的打滑、卡滞问题。

  从功能特性来看,该行走机构没有配置额外的悬挂弹性元件,完全依靠铰接摇臂的几何结构实现地形适配,整体结构件以圆管型材拼接为主,框架部分采用等径圆管弯型后焊接成型,铰接位置采用销轴连接,转动副处预留了轴承安装位,可根据负载等级选配滑动衬套或滚动轴承,降低摇臂摆动时的摩擦阻力。六个行走轮采用同规格的橡胶包覆轮,轮面做了防滑齿纹设计,在硬质铺装路面、松软土路、碎石路面都能提供足够的抓地力,轮体与摇臂末端的连接采用标准轴系配合,轮轴位置预留了驱动电机安装空间,既可以做成全轮驱动的动力底盘,也可以根据成本需求做成部分轮驱动、其余轮随动的结构形式。

  设计思路上,这套结构优先考虑了地形通过性与结构可靠性的平衡,摇臂的铰接点位置经过运动学校核,当单侧遇到高度不超过轮半径的垂直障碍时,前端摇臂会先顺着障碍面抬升,将抬升位移通过中间铰接点传递到相邻轮组,不会让整个底盘出现大幅倾斜,保证上部搭载的作业设备始终处于相对平稳的姿态。主体框架的圆管布局同时兼顾了结构刚度与轻量化,多根横置连接管将左右两侧的摇臂安装座连为一体,避免单侧受力时框架出现扭转变形,所有管段的连接位置都做了圆弧过渡,减少应力集中点,在承受冲击载荷时不会出现焊缝开裂的问题。

  关于安装边界与尺寸适配,这套行走机构的主体框架上部预留了标准化的安装平面,可直接搭载控制箱、检测设备、载物货舱等上部组件,安装孔位采用通用间距设计,不需要额外做转接支架即可适配多数常规搭载模块。整体宽度控制在常规巡检通道的通行尺寸范围内,摇臂在极限摆动位置时,轮体不会超出主体框架的宽度边界,可顺利通过宽度略大于主体宽度的狭窄通道;底盘的最低离地间隙在摇臂处于水平初始位置时达到最大值,当摇臂随地形摆动时,离地间隙会随姿态动态调整,不会出现底盘剐蹭地面凸起的情况。轮组的转动角度预留了足够的转向空间,如果需要搭配转向机构,可在中间轮组位置加装转向舵机,实现小半径转向甚至原地转向,不需要额外改动主体框架结构。

  在实际应用中,这类摇臂式六轮行走结构相比履带式行走机构,拥有更低的行走阻力与更高的行进效率,在平整路面的能耗仅为同尺寸履带底盘的三分之一左右,同时维护成本更低,轮体磨损后可单独快速更换,不需要像履带结构那样整体拆解更换。相比四轮结构,六轮的接地比压更低,在松软地面行驶时的下陷量更小,不容易出现陷车问题,多摇臂的铰接结构也能吸收大部分地形带来的冲击,减少上部搭载设备受到的振动,对于搭载精密检测仪器的巡检类设备来说,能有效降低振动对检测精度的影响。整个结构没有复杂的异形零件,所有结构件都可通过常规的管材切割、弯管、焊接工艺加工完成,铰接销轴、轮轴都是标准机械加工件,不需要开模即可小批量生产,制造成本可控,适合用于定制化移动作业设备的快速开发搭建。

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