这套行走底盘的结构方案,核心要解决的是非铺装、无规则起伏地表下的轮载分配与姿态保持问题,常规轮式底盘在单侧越障时很容易出现对角轮悬空、驱动力流失,甚至整机侧倾翻覆,而双侧独立摇臂的构型,正是把两侧车轮的接地动作解耦,让每一侧的轮组都能顺着地表轮廓自适应调整摆角,哪怕是散落碎石、浅坑、垄状凸起的野外场地,六个车轮都能尽可能贴合地面,把整机的支撑多边形始终维持在稳定区间内。
从实际落地的使用场景来看,这类底盘既可以作为深空星表巡视探测的原理验证载体,也能直接改造用于地质灾害现场的生命探测、矿山采空区的环境巡检、山地林区的土壤采样运输,甚至在狭小的地下管廊、灾后坍塌建筑的缝隙探查中,这套行走系统都比普通履带底盘更轻、转向阻力更小,也不会像履带那样在尖锐碎石上轻易被割伤失效。
结构设计上,左右两侧各布置一组串联式摇臂连杆,每侧摇臂通过中部的可动回转关节与中央承载平台相连,两侧摇臂的摆动互不干涉:当左侧车轮压上凸起石块时,左侧摇臂会绕关节向上抬升,把抬升的位移通过连杆行程消化掉,中央的设备搭载平台始终能保持接近水平的姿态,平台上搭载的探测传感器、摄像模组、采样机械臂就不会因为底盘倾斜出现测量基准漂移。车轮部分采用了大宽度的越野胎面,轮毂做了轻量化的镂空减重,胎面的凸起花纹能在松散沙土、湿滑泥面上提供足够的附着摩擦力,六个车轮全部预留了驱动电机的安装接口,既可以做成独立六轮驱动,也能根据成本需求简化为前后轮驱动、中间轮随动的构型。
设计过程中首先要敲定的是中央平台的安装边界:平台上层为整块平整的设备安装板,预留了规则排布的螺纹安装孔位,所有的控制电路板、电池组、通讯模块、任务载荷都可以直接通过螺栓固定在安装板上,平台的离地间隙在摇臂处于中位时设定为较大数值,保证底盘越过石块、土坎时底部不会发生磕碰。摇臂杆件采用了折弯钣金加焊接的盒型截面,在保证抗弯抗扭强度的同时尽可能控制自重,杆件和车轮转向节、中央关节的连接位置都设计了加厚的铰接支座,铰接点处预留了轴承安装位,长期往复摆动也不会出现轴孔旷量。
尺寸边界方面,整车的轮距、轴距参数都围绕狭窄通行空间设定:整机宽度控制在常规探测通道的允许范围内,长度方向前后轮的悬伸量尽可能缩短,转向时的内轮差极小,在狭小空间内可以完成小半径原地转向。摇臂的上下摆动行程经过限位校核,单侧摇臂最大抬升高度可以覆盖常见的野外障碍高度,当某一个车轮抬升到极限位置时,其余五个车轮依然能保持可靠接地,整机的重心始终落在接地轮围成的支撑区域内部,哪怕横向停在坡度较大的斜坡上,也不会发生侧向翻覆。
在建模细节上,所有铰接点的配合间隙、杆件的运动包络都做了干涉检查:摇臂在全行程摆动过程中,不会和轮胎、中央平台底部发生碰撞,车轮转向的极限角度也预留了足够的安全余量,不会出现转向时胎体剐蹭摇臂杆件的问题。底盘的动力走线、传感器线束都可以沿着摇臂杆件的内部空腔布置,外部加装护线拖链,避免野外行进过程中树枝、碎石剐蹭线束。和传统的刚性悬架底盘相比,这套摇臂构型没有复杂的液压缓冲元件,全部通过连杆的机械自适应动作实现地形匹配,结构可靠性更高,维护点极少,非常适合无人员随行、长时间自主运行的无人探测任务。在方案迭代阶段,还可以通过调整摇臂各段杆长的比例,改变不同车轮的载荷分配比例,针对沙地、岩石地等不同的作业地表优化接地压强,进一步拓展底盘的地形通过能力。
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- 系统要求: SOLIDWORKS,Rendering
- 软件分类: 机器人




























