作品名稱:全地形履帶車
學校名稱:鹽城工學院
參賽隊伍:鶴鳴
參賽學生:劉小帆 王源鑫
指導老師:劉基岡 侯全會
全地形履帶車是一種針對復雜道路狀況和環境而設計的車輛。是一種新興的產業,近幾年才在我國得到了持續發展。并且近幾年國內還成立了全地形履帶車聯盟,中國的全地形履帶車正在走向繁榮。
本車由動力系統、底盤系統、拖掛系統及遠程操控系統組成。其中動力系統包括:發動機部分、變速器部分;底盤系統包括:車架部分、懸掛部分、履帶行走部分、傳動部分轉向及制動部分。
按下啟動按鈕發動機啟動,擰下右龍頭把手履帶車開始前行。轉向時捏所需轉向的那一側剎車當那一側履帶完全制動時,由于轉向半徑過小,轉向角速度過大,通過滑磨,用較大的轉向半徑實現轉向。車的尾部裝有拖車鉤通過連接件使得履帶車可以連接一輛兩輪拖車以實現運輸。由于履帶車對環境具有很強的適應性,再加上其轉彎半徑和縱向通過半徑小于相同長度的車輛,具有良好的工作效果和較強的機械性能,因此可以在條件惡劣的環境中實現貨物運輸,如:沙地、雪地、泥濘路面。可應用于快遞行業貨物搬運、復雜地形的器械運輸等。 操控者可以利用藍牙與手機的連接和無線影像設備對路況的實時反映,使履帶車能夠實現無人操控。
設計說明:
動力系統
由發動機和變速器組成
發動機
使用內燃機作為動力源裝置不受電源、電纜等限制,使得車輛機動方便。履帶車輛動力裝置多采用汽油機,汽油機單位體積功率大、比質量輕、生產成本低以及啟動性能好的優點。本車使用了本田125cc發動機。蝸型燃燒室結構,使燃燒更充分曲柄偏移等多項降低發動機內部機件摩擦而減少能量損失的專利技術,體積小、經濟且方便。
變速器
本車采用了無級變速器,操作上類似自動變速箱,但是速比的變化卻不同于自動變速箱的跳擋過程,而是連續的,因此動力傳輸持續而順暢。透過主動滾輪與被動滾輪半徑的變化,達到齒輪比的變化。所以變速箱有舒適、效率高及節能等等優點。
無級變速器與有級式的區別在于,它的變速比不是間斷的點,而是一系列連續的值,譬如可以從3.455一直變化到0.85。
底盤系統
由履帶行走部分、懸掛部分、車架部分、傳動部分和轉向及制動部分組成。
履帶行走部分:主要由驅動輪、張輪、履帶、臺車架、支重輪、拖帶輪和張緊裝置等組成其中履帶材料采用了橡膠使得接地比壓小,通過性好,能確保機械在濕地環境下正常工作,擴展了機械的作業地域。橡膠履帶可以吸收部分振動,可以延長機械的使用壽命,減緩駕駛人員的疲勞程度;
懸掛部分:本車使用了油氣懸掛。主要由油氣彈簧、導向機構及控制機構等組成。 油氣彈簧集成了彈性元件和阻尼元件,從而起到緩沖減振的作用,省去了扭桿懸掛中單獨的減振器結構。履帶車輛使用油氣懸掛的出發點是利用其非線性、變剛度特性及可實現車姿調整、懸掛閉鎖等功能,能夠在一定程度上提高平均越野速度,改善車輛的平順性。
車架部分:主要用于固定車輛的各部件和配套工作部件,保證車輛工作時的穩定性。
傳動部分
主要由萬向節、差速器、驅動軸和驅動輪組成。
其傳動過程如下:
發動機啟動后,通過軸將動力輸出到變速器中,再通過萬向傳動裝置與差速器相連,動力經主動齒輪-被動齒輪-半軸輸出最后到驅動輪上。
轉向制動系統
轉向通過差速器轉向機構可使履帶車輛幾何中心的速度在轉向過程中保持不變,但當履帶車輛另一側履帶完全制動時,轉向半徑過小,轉向角速度過大,克服轉向阻力矩所需的轉向功率很大,超出一般發動機的功率限制,因此只能靠滑磨,用較大的轉向半徑轉向,或以小半徑斷續轉向。這樣做能有效衰減振動和沖擊,提高履帶車在不良路面上的通過性,避免發動機因負荷突然增大而熄火,同時由于履帶車的液力傳動為液體,能大大減輕傳動系承受的動載荷,提高零部件使用壽命。
制動部分選擇了液壓盤式制動,主要零部件有制動盤、制動鉗、油管等。盤式制動器散熱快、重量輕、構造簡單、調整方便。特別是高負載時耐高溫性能好,制動效果穩定,而且不怕泥水侵襲。
拖掛系統
使用拖車鉤連接拖車,當所帶東西過多時可以運載物品,減少人力負擔。履帶車采用了球型拖車裝置,能夠實現較大的承載量。同時拖車底部擁有板簧結構,能夠有效的起到減震作用而保護貨物和防止貨物掉落。
遠程操控系統
履帶車可添加遠程操控組件,通過藍牙可以實現在多個設備之間的進行信息傳輸,實現信息共享,通過在履帶車上安裝上攝像頭組件,為遠程操控人員提供視野。與拖掛系統同時使用可實現遠程運輸,可減少意外發生。另一方面,它的不足主要在于傳輸距離上的限制。而如今5G技術愈發成熟,其超可靠、低時延(低于1ms)的特點極適合自動駕駛、工業自動化等場景要求,相信未來會對這以缺陷有所補足。
特色
本車結構簡單因此新手上手很快,其可折疊體積小的的特點可以體現出本車易于停放不占空間。通過拖車鉤與連接件之間的配合使其在物流拖運方面變得十分方便。本車靈活、體積小、通過性強和對環境具有很強的適應性的特點更能體現出本車在復雜及惡劣條件環境下運輸的可靠性。再加上本車的遠程控制的特點更是使得工作人員的生命安全得到了保障。