这款轮式移动载具的建模,最初的构思出发点是还原地外天体表面移动作业平台的核心结构逻辑,没有做过多冗余的装饰性设计,所有结构都围绕低重力、非铺装崎岖路面的通行需求展开。从结构布局来看,载具采用了对称式的底盘承载框架,框架主体采用矩形截面的型材拼接逻辑,在保证整体结构刚度的前提下,尽可能控制框架的自重,匹配地外作业对载荷重量的严苛要求。行走部分采用了独立悬挂的轮组布局,每个车轮都预留了独立的摆动行程空间,能够在遇到凸起月岩或者凹陷坑洞的时候,保证尽可能多的车轮与接触面保持贴合,避免单轮悬空导致的牵引力损失,这一点和地面常规越野车辆的设计逻辑有共通之处,但因为低重力环境下的附着系数更低,轮面的纹路设计做了更细密的交错排布,用来提升接触摩擦力。
载具的上部搭载平台做了平整化处理,预留了通用的安装接口,可以根据不同的作业需求搭载采样机械臂、探测传感器、样本存储舱等不同的功能模块,平台边缘设置了低矮的围挡结构,避免搭载的设备在车体颠簸过程中出现滑落。从安装边界来看,整车的轮距设定参考了常规探测载具的稳定性要求,重心高度控制在轮距的三分之一以内,最大程度避免爬坡或者侧倾状态下出现倾覆,底盘的离地间隙预留了足够的空间,能够越过直径不超过车轮半径的凸起障碍,不需要额外做底盘抬升改造。在结构细节的处理上,轮组的连接轴位置做了密封结构的预留,虽然是简化的练习模型,但也考虑到了地外环境下粉尘对转动部件的磨损问题,轴端设置了防尘端盖的安装位,后期如果要做细化设计,可以直接在现有结构上添加密封组件。车体的前后端都设置了牵引连接接口,既可以作为独立的移动平台使用,也可以多车串联拖拽更大的作业载荷,接口的尺寸采用了通用化的销孔连接设计,不需要额外的转接件就可以完成对接。
很多人在做这类探测载具建模的时候,容易把精力放在外观的科幻感修饰上,反而忽略了移动载具最核心的通行可靠性,这个模型在搭建的时候,优先把行走机构的运动干涉做了反复校验,每个悬挂摆臂的活动行程范围内,都不会和底盘框架、轮拱结构发生碰撞,转向机构的拉杆布局也做了运动仿真的验证,最大转向角度下的转弯半径控制在合理范围,能够在狭窄的岩石区域灵活调整行进路线。另外,车体的上部结构没有做封闭的座舱设计,因为这类无人探测载具本身不需要搭载乘员,开放式的平台反而更方便设备的快速拆装更换,框架上预留的多个螺纹孔位,可以根据实际搭载设备的重量分布做固定点的灵活选择,不需要对主框架做二次打孔加工。
从结构强度的角度考虑,底盘的主受力梁做了局部的加厚处理,对应轮组悬挂的安装位置,设置了加强筋结构,分散行驶过程中颠簸带来的冲击载荷,避免应力集中导致的框架断裂。整个模型的结构拆分逻辑也符合实际加工的装配要求,每个部件都可以单独拆分加工,不需要做复杂的一体成型结构,降低了加工制造的难度,哪怕是作为教学演示的模型,也可以很方便地拆解展示每个部分的结构功能,帮助理解探测移动平台的基础设计逻辑。
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- 系统要求: Autodesk Inventor
- 软件分类: 通用机械零部件
