期刊导读

无畏险阻跨出新路专访陆军军官学院无畏者车队

来源:兰州石化职业技术学院学报 【在线投稿】

栏目:期刊导读 时间:2021-08-04

[编者按]“跨越险阻2016”挑战赛的E组比赛,要点有两个。一,山地输送。要爬非常陡峭的山坡,跨越多重高墙、壕沟,其路况即便是我们人走起来,都会觉得难。二,非仿生。平台不像狗、虫等动物,用“腿”行走、过障,还是依靠看似传统的轮胎、履带。因此各参赛队的重点就是如何创新设计出新颖独特的轮、履结构,车体样式。大多数参赛队选择了摇臂轮式结构,通过摆臂抬起车轮,从而实现爬墙过障。还有前后车体铰接,通过弯折车体,来兼顾过障、转弯的机动需求。

陆军军官学院的“无畏者”无人车,结构很新颖,像履像轮又像铰接。它的行走原理,简便地实现了快速越障,给大家留下深刻印象。预赛时该车出现意外,没能进入决赛。但在北京进行决赛时,车队作为唯一被邀请参加展示环节的非决赛队伍,来到了北京。这是为什么呢?记者为此采访了该车队的队长,陆军军官学院的陈向春老师。

陆军军官学院,是一所承担陆军指挥生长军官“学历教育合训”任务的院校,学院的前身是1978年成立的炮兵技术学院,由邓小平同志亲自选址合肥,2011年6月改建为陆军军官学院。学院结合了工程院校、指挥院校和综合院校的办学实践,在教育理念、基础教育、科研学术、人才复合素质等方面具有特色和优势。对于受邀参加决赛的展示环节,陈向春老师介绍说这得益于在预赛前后,“无畏者”的优秀表现。

“无畏者”无人车长约5米,宽约2米,自重约2吨。记者刚看到它的六个三角形履带时,还以为和一种雪地车一样。结果陈老师告诉记者,它叫做“等三角行星结构履带轮”。等三角、履带这俩词都好理解。行星结构呢?这是一种行星轮,意思是它像太阳系的行星一样,不仅能自转,还能公转。

平时行走时,履带绕着三角架内的几个小轮旋转,这倒是和那种雪地车一样。你也可以把它看作是有六圈履带的坦克、拖拉机。但这个三角架不是固定的。遇到高一些的障碍,履带无法直接克服时,整个三角架就会在阻力作用下旋转,变成了一个三角形的大“轮胎”。

◎ 雪地车的三角履带轮,和“无畏者”的六个轮子咋看起来很像,其实原理大不相同

听完陈老师的讲解,记者不禁想到了很多大妈大爷们买菜用的一种小车——下面也是个三角架,顶端是三个小轮,平时两轮着地,上楼梯时三角架翻滚。

再这么一看,它的行走方式简单而巧妙。陈老师介绍说,三角架转动,不仅是像大轮子,还使爬垂直墙的附着力大大增加,提高了过障能力。普通轮式车只能爬上轮胎半径一半高度的垂直墙,而且爬墙时,轮胎和墙的接触只是与墙相切的一条线。履带车过墙,最大高度取决于前面诱导轮的高度,履带和墙的接触也基本只是只是与墙相切的一条线。而“无畏者”过墙时,随着行星轮转动,三角形的一个边都会贴到墙上,接触面很大,附着力大大提高。

◎ 行星轮的结构,我们在日常生活中也常见到,就是这种可以爬楼的购物车

◎ 翻越垂直墙障碍时,“无畏者”和坦克、轮式车之间的区别。可以明显看出,在墙的那个垂直面上,“无畏者”是在用一个大面的履带“抓”墙,而坦克、轮式车只是“抓”墙角。附着力大是其优势之一。坦克、轮式车的最大爬墙高度,还取决于前轮、主动轮高度,超过其轴线高度就完全无能为力了。而在这方面,“无畏者”也具备优势,超过自己轮子高度的墙也能爬上

◎“无畏者”能快速翻越一米多高的垂直墙

由于这个原理,“无畏者”只需要不高的发动机功率,就展示出良好的越野能力。它的动力来源于六个行星轮中间的电机,每个仅2千瓦左右,一共约12千瓦。这只相当于C组小型无人车的20多倍(车重是后者的30倍)。至于同在E组的其它车辆,都是100、200千瓦的发动机。“我们虽然动力小,但动力都用上了。”

电动机通过传动机构带动行星轮上的一个主动轮转动,驱动履带。至于三角架的转动,则是根据地形自动适应,不需控制。因此该车的操控也很简单,不像摇臂式那样需要另外配备电机或动力源,来驱动摇臂转动。

看着前后车体之间除了转轴,还有一根活塞杆,记者询问这是不是像其它某些参赛车一样,控制铰接车体的俯仰。不料陈老师说这只是一根阻尼杆,没有动力、不需控制的。原来在攀爬障碍时,前部车体完全靠前方履带的上爬,自己仰起,不需动力抬它。阻尼杆,是为了防止前后车体之间太“活”,过沟、下墙时,出现咣当掉地的摔车现象。
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