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        兩段式履帶越障底盤

        2014-04-29 00:44:03李凱悅
        科技創(chuàng)新與品牌 2014年10期
        關(guān)鍵詞:前半部兩段式蝸桿

        李凱悅

        履帶式底盤的應(yīng)用十分廣泛,常被用于坦克、挖掘機等重型載具上,以充分發(fā)揮承重大、地形適應(yīng)度高、驅(qū)動力大等優(yōu)點。然而,傳統(tǒng)履帶式底盤的越障高度會受履帶高度限制,面對落差極大的極端地形,無限制地提高履帶高度顯而易見是不現(xiàn)實的。因此,我提出了兩段式履帶越障底盤的想法,并嘗試實施。

        通過努力,我成功做出了基于VEX機器人零件的模型,試驗并取得了初步的成果。

        此模型分為四大部分:前半部、后半部、抬升臂以及連接臂。在設(shè)計上,最為重要的連接臂部分,我采用了鏈條傳動的方式以保證前半部和后半部始終保持平行,這是為了在翻越障礙時不從障礙物上方滑下。在搭建過程中,我也曾考慮過使用平行四邊形連桿結(jié)構(gòu),但考慮到抬升過程中上下兩桿可能會擠在一起,限制前半部分抬升高度,而且這種設(shè)計占用空間較大,最終沒有選擇。

        另外,抬升臂動力的提供方式上,我一開始采用的是馬達直連的方式,后發(fā)現(xiàn)馬達力量不夠,便減小了傳動比。但如此改進后我又發(fā)現(xiàn)了新的問題:由于前半部過重,抬起后如果馬達不繼續(xù)提供動力,前半部便會下落,不能保持正常位置。而如果讓馬達繼續(xù)以小馬力轉(zhuǎn)動的話,盡管能使前半部保持在正常位置不下落,但是馬達會在短時間內(nèi)快速升溫,甚至燒壞。對于這樣一個棘手的問題,我的解決方法是采用蝸桿、齒輪傳動。蝸桿、齒輪傳動的特點就是只能由蝸桿帶動齒輪、而不能由齒輪帶動蝸桿。這樣做既能防止前半部下落,又能提供較小的傳動比。

        在細節(jié)上,由于VEX金屬零件的孔是方形的,且邊長大于螺絲直徑,直接用螺絲固定會造成滑動,進而引起很大的誤差。所以我大量使用了軸承片,因為軸承片是一種帶孔塑料零件,每個孔直徑和螺絲相同,且在孔周圍有四個突起用來嵌進方空以固定,最大限度地減小了誤差。為了防止底盤前半部抬起后底盤前傾,需保證重心保持在后半部,于是我將后半部設(shè)計的比前半部稍大一些,將控制器、電池等物品安排在后半部,甚至使用大螺母進行配重。

        關(guān)于此底盤越障的步驟,大體可分為前半部分抬起、行進至障礙物前、前半部分下壓、越過幾個步驟。

        這種底盤盡管功能已較為完善,但仍舊有很大的改進空間。目前我主要提出了如下幾種想法:第一,馬達的數(shù)量應(yīng)增加,以提高越障的速度;第二,本底盤目前雖然結(jié)構(gòu)較為簡潔,但可維護性較差,如果出現(xiàn)故障,維修起來很不方便,可以嘗試模塊化等方法提升可維護性;第三,抬升臂和連接臂可以升級為可伸縮型,以進一步提高越障能力。

        責編/劉成成

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