崔智 李年裕 王天祺 房遠(yuǎn)

摘要：履帶式移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定、越野能力強(qiáng)，但其轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)履帶板的磨損嚴(yán)重、轉(zhuǎn)向效率不高。針對(duì)履帶式移動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)向性能差的問(wèn)題，本文設(shè)想出一種新型履帶式移動(dòng)平臺(tái)，并對(duì)其進(jìn)行研制與實(shí)車試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明該新型履帶式移動(dòng)平臺(tái)在直線行駛時(shí)沒(méi)有存在打滑現(xiàn)象，在轉(zhuǎn)向行駛時(shí)由于小輥輪的存在明顯減緩了對(duì)履帶板的磨損，提升了轉(zhuǎn)向性能。

Abstract： The track-type mobile platform has stable motion and strong off-road ability， but it has serious wear on the trackboard and low steering efficiency when turning. In order to solve the problem of poor steering performance of the crawler mobile platform， a new crawler mobile platform is conceived， developed and tested. The test results show that the new crawler mobile platform has no skidding phenomenon when running in a straight line. Due to the existence of a small roller during steering， the wear on the track plate is significantly reduced and the steering performance is improved.

關(guān)鍵詞：履帶式移動(dòng)平臺(tái);轉(zhuǎn)向性能;研制;試驗(yàn)

Key words： crawler mobile platform;steering performance;development;test

中圖分類號(hào)：TH113? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2018）35-0144-02

0? 引言

相比輪式移動(dòng)平臺(tái)，履帶式移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，具有較強(qiáng)的越野能力，可以在特定環(huán)境下順利的完成指定路徑的運(yùn)動(dòng)[1]。現(xiàn)代化戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)于履帶式移動(dòng)平臺(tái)的機(jī)動(dòng)性能要求極高，其中，轉(zhuǎn)向性能是機(jī)動(dòng)性能中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。履帶式移動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)向的實(shí)現(xiàn)主要依靠?jī)蓚?cè)履帶的速度差，不過(guò)現(xiàn)如今的履帶式移動(dòng)平臺(tái)在轉(zhuǎn)向時(shí)仍然存在一定的不足：

①轉(zhuǎn)向需要一定的半徑。在急轉(zhuǎn)彎路面上行駛難度大，極易發(fā)生翻車現(xiàn)象，因而傳統(tǒng)的履帶式移動(dòng)平臺(tái)在運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)地面有一定的要求，轉(zhuǎn)向性能具有局限性。②轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)履帶板的摩擦阻力大。平臺(tái)在轉(zhuǎn)向時(shí)，履帶板與地面之間是橫向滑動(dòng)摩擦力，轉(zhuǎn)向半徑越小，消耗的功率越大[2]。③履帶板磨損大，修復(fù)難度高。較大的滑動(dòng)摩擦力會(huì)導(dǎo)致對(duì)履帶板的損傷強(qiáng)度增加，同時(shí)履帶板的修護(hù)保養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)，因而很容易造成非戰(zhàn)斗原因的戰(zhàn)斗力減弱[3]。

針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一種可以從根本上解決轉(zhuǎn)向性能的新型履帶式移動(dòng)平臺(tái)擁有很大的意義。本文設(shè)計(jì)出一種新型履帶式移動(dòng)平臺(tái)，通過(guò)在履帶板上增加一定角度的小輥輪，在一定程度上可以克服履帶式移動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)向性能差的問(wèn)題。

1? 履帶板及平臺(tái)的整體設(shè)計(jì)

1.1 履帶板的結(jié)構(gòu)

履帶板的結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的履帶式移動(dòng)平臺(tái)履帶板結(jié)構(gòu)類似，只是在履帶板上增加了輥輪支架，在輥輪支架上增加了小輥輪，結(jié)構(gòu)如圖1所示。同時(shí)定義輥輪軸線和主動(dòng)輪軸線之間的夾角為輥輪偏置角。改裝新型履帶板較為便利，只要在履帶板上添加小輥輪即可。

由于輥輪的存在，平臺(tái)在轉(zhuǎn)向時(shí)可以將部分履帶板與地面間的滑動(dòng)摩擦力轉(zhuǎn)換為小輥輪的滾動(dòng)摩擦力，同時(shí)在履帶板上添置4個(gè)小輥輪的目的是增加輥輪與地面之間的接觸面積。

1.2 平臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)

平臺(tái)的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)履帶式移動(dòng)平臺(tái)類似，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

平臺(tái)由兩條履帶組成，每一側(cè)履帶有4個(gè)負(fù)重輪、2個(gè)誘導(dǎo)輪、1個(gè)主動(dòng)輪、1個(gè)誘導(dǎo)輪，平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)主要依靠主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)履帶的運(yùn)動(dòng)。平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)極度相似裝甲車輛，可以在現(xiàn)有的裝甲車輛上進(jìn)行調(diào)整改裝。

平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要與傳統(tǒng)履帶式移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行比較，各項(xiàng)參數(shù)見(jiàn)表1所示。

2? 平臺(tái)的研制

根據(jù)平臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)履帶板進(jìn)行了研制，如圖3所示。履帶板上設(shè)置了輥輪支架，在輥輪支架上安置了2組共4個(gè)對(duì)稱放置的小輥輪，小輥輪可以自由的轉(zhuǎn)動(dòng)，放置4個(gè)小輥輪目的是為了增強(qiáng)小輥輪與地面的接觸面積，保證平臺(tái)的穩(wěn)定性，同時(shí)履帶板設(shè)計(jì)成中空形狀主要是為了減輕履帶板的重量，保證平臺(tái)擁有更輕的重量。

對(duì)履帶板進(jìn)行連接，組裝成整條履帶，裝置在平臺(tái)兩側(cè)，如圖4所示。履帶主要由主動(dòng)輪、負(fù)重輪、誘導(dǎo)輪、托帶輪和履帶板組成。平臺(tái)采用后驅(qū)動(dòng)形式，因此主動(dòng)輪在平臺(tái)的后側(cè)，前側(cè)為誘導(dǎo)輪，每一側(cè)履帶板接地處等間距放置4個(gè)負(fù)重輪，在上側(cè)等間距的放置托帶輪。每一側(cè)的履帶板共由70個(gè)履帶板連接而成。

平臺(tái)的原理樣機(jī)如圖5所示。平臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的履帶式移動(dòng)平臺(tái)相類似，可以在平臺(tái)上載兩到三人及一些較重的物質(zhì)，平臺(tái)采用兩條履帶各一側(cè)進(jìn)行放置，兩條履帶的任意速度組合成平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。

3? 實(shí)車試驗(yàn)

選取一段相對(duì)平臺(tái)的路面，對(duì)平臺(tái)的直線行駛進(jìn)行實(shí)車試驗(yàn)，如圖6所示。

平臺(tái)的直線行駛實(shí)驗(yàn)，行駛速度與傳統(tǒng)履帶式移動(dòng)平臺(tái)的速度相同，可以達(dá)到預(yù)定的速度，同時(shí)在行駛時(shí)沒(méi)有任何打滑的跡象，在載人的前提下仍然可以成功的進(jìn)行直線行駛，因此評(píng)估了平臺(tái)直線行駛的可行性。

在同樣的水泥路面上，平臺(tái)進(jìn)行B/2轉(zhuǎn)向?qū)嵻囋囼?yàn)，如圖7所示。

平臺(tái)在B/2轉(zhuǎn)向時(shí)，在地面上留下了轉(zhuǎn)向痕跡，從圖中可以明顯的看出，痕跡分為里外兩個(gè)圓圈，由于內(nèi)側(cè)履帶無(wú)法達(dá)到理想化的鎖死狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，因此會(huì)造成內(nèi)側(cè)圓形的出現(xiàn)，大圈為外側(cè)履帶在轉(zhuǎn)向時(shí)履帶與地面之間摩擦產(chǎn)生的印記，可以看出履帶與地面之間產(chǎn)生的痕跡較輕，表明平臺(tái)與地面之間的摩擦明顯減小，轉(zhuǎn)向順利，同時(shí)由于輥輪的存在，履帶與地面之間的滑動(dòng)摩擦力部分轉(zhuǎn)化成了小輥輪與地面之間的滾動(dòng)摩擦力，因此地面對(duì)履帶的磨損也明顯減少，提高了履帶的壽命，提升了平臺(tái)的轉(zhuǎn)向性能。

4? 結(jié)論

通過(guò)對(duì)平臺(tái)的的研制及實(shí)車驗(yàn)證，主要對(duì)平臺(tái)履帶板及整條履帶板的研制，加之對(duì)平臺(tái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的直線行駛及簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，得出平臺(tái)可以順利的進(jìn)行與傳統(tǒng)履帶式移動(dòng)平臺(tái)相同的直線行進(jìn)，且不發(fā)生任何滑移的現(xiàn)象;在轉(zhuǎn)向時(shí)由于輥輪的存在，減輕了地面對(duì)履帶板的滑動(dòng)摩擦力，對(duì)履帶板的損傷明顯減小，提升了平臺(tái)的轉(zhuǎn)向性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]程軍偉，高連華，王紅巖，等.履帶車輛轉(zhuǎn)向分析[J].兵工學(xué)報(bào)，2007，28（9）：1110-1115.

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