基于探索者平臺(tái)對(duì)越野車的改造

沈鷺翔　郭昊　孫溪童　周敏　唐愷

摘要：近年來，越野車的熱度不斷提升，越來越多的人選擇不同的越野車去探索未知的危險(xiǎn)的地形。由此也引發(fā)了對(duì)越野車的改造技術(shù)。

關(guān)鍵詞：探索者平臺(tái)；越野車；改造

在使用探索者平臺(tái)搭建越障式小車時(shí)，基于傳統(tǒng)的越野車的概念，提出了對(duì)越野車越障有利的改造設(shè)想，分別是三段式車身和大輪帶小輪的前輪設(shè)計(jì)，并使用探索者平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，取得很好的效果。

1.三段式車身

1.1現(xiàn)狀分析和提出設(shè)想

大家都知道，當(dāng)汽車在攀爬一些較陡的坡的時(shí)候，由于前后車輪在同一平面，前輪很容易出現(xiàn)懸空的現(xiàn)象（如右圖），這種情況是很危險(xiǎn)的，車身可能發(fā)生傾覆，同時(shí)汽車的動(dòng)力很大部分也都處于浪費(fèi)的狀況。為了解決車身在爬坡越障遇到的問題，我們大膽提出三段式可變形車身的設(shè)想，將車身分成三段。

1.2結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)點(diǎn)

打破常規(guī)的—體式車身，將車身分成三段（如右圖），前后車輪與車身不在一個(gè)平面上，前后輪都有自己活動(dòng)的面。當(dāng)車身進(jìn)入狹小空間時(shí)，車身收縮，當(dāng)車身完全收縮時(shí)，長度只有原來2/3左右，可大大減少車身長度，在小角度彎角時(shí)能順暢通過彎道。同時(shí)通過結(jié)構(gòu)的自鎖性保證車身的彎曲角度在一定的范圍內(nèi)，保證車身不會(huì)過度的彎曲產(chǎn)生負(fù)面影響，也可以通過加裝傳感器和液壓裝置實(shí)現(xiàn)人為的控制車身的彎曲。這種車身，在進(jìn)行爬坡、上樓梯時(shí)，由于車身的變形，可以更好的讓車輪與地面接觸，貼合度大大增強(qiáng)，附著力增大，防止空轉(zhuǎn)，有更高的效率。

1.3結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景

適用于SUV等—些有—定越野能力的車輛，不適用于低底盤的跑車。相對(duì)于復(fù)雜的懸掛系統(tǒng)來說，結(jié)構(gòu)上更加簡單，所能起到的效果是顯著的，能防止車輛的傾覆，提高車輛的攀爬能力。同時(shí)車輛的收縮能力又改善了很多車轉(zhuǎn)彎半徑過大，靈活性不足的問題。同時(shí)可以應(yīng)用到無人小車上，加強(qiáng)無人小車對(duì)地形的適應(yīng)性，提升無人小車完成對(duì)未知環(huán)境的探測能力。

2.以大帶小的攀爬履帶輪

2.1現(xiàn)狀分析和提出設(shè)想

如今大部分越野車的車輪任然是普通的車輪加上比較好的懸掛系統(tǒng)，這樣的車輪在遇到臺(tái)階等障礙時(shí)往往會(huì)讓前車輪懸空空轉(zhuǎn)，造成動(dòng)力的利用率大大降低。一些車輛采用了三角履帶式的車輪，這樣的三角履帶輪注重的是行駛的平穩(wěn)性，三角式的輪系，保證了大輪在傳遞到兩個(gè)導(dǎo)向輪的速度趨于平穩(wěn)，不會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)車輪的速度過決而使車輪某一角懸空翹起，使車身傾覆，這樣的做法肯定犧牲了一定的速度。針對(duì)這些問題，我們大膽提出以大帶小的攀爬履帶輪結(jié)構(gòu)。

2.2結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)點(diǎn)

大輪帶小輪組合式履帶輪，采用一大一小兩輪（如右圖），大輪為爬坡提供了足夠大的爬坡角度，且已知轉(zhuǎn)矩（T）=9550*輸出功率/輸出轉(zhuǎn)速，又已知轉(zhuǎn)矩（T）=扭力（F）*作用半徑（R），在輸出功率和輸出轉(zhuǎn)速固定的情況下，后面小輪的扭力要比前輪大，為前輪提供了足夠的力來爬坡。大輪帶小輪的履帶能在爬樓梯等越障時(shí)，車身的下壓增大車輪履帶與地面的接觸面積，提升動(dòng)力的效率。同時(shí)這樣的車輪結(jié)構(gòu)配上三段式車身將最大限度的發(fā)揮出每個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。

2.3結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景

以大帶小的攀爬履帶輪適用范圍略廣，可以運(yùn)用大型搶險(xiǎn)工程車，救援車上，也可用在越野賽車上，配合三段式車身使用，越野能力大幅度提升，因此也同樣適合在探月車等無人車上使用，增強(qiáng)小車對(duì)各種困難地形的適應(yīng)程度。

3.結(jié)束語

綜上所述，隨著人們對(duì)于汽車克服多種困難地形的需求，三段式車身在越野車上有很大的應(yīng)用前景，配上以大帶小的攀爬履帶輪，能將車子的作用發(fā)揮到極限。