作品名稱:基于柔輻式非充氣輪胎的多模態復合構型特種車輛
學校名稱:山東理工大學
參賽隊伍:智行隊
參賽學生:李曉龍 陳凱 董開帥
指導老師:付宏勛
一、開發背景
當前事故救援、災區建設以及山區道路建設等問題漸漸引起人們的重視,傳統工程汽車由于較低的底盤設計,在山區、災區等救援中,難以在泥沙、溝壑路面便捷高效的去完成運輸物資、輸送人力、救治傷員等任務。并且在一些更復雜的路面上,傳統的充氣輪胎極易發生爆胎等安全事故。
針對以上問題,我們設計了一種多模態復合構型特種車輛,并且為該車輛匹配了柔輻式非充氣輪胎。輪、足兩者融為一體的多模態可變形車輛,對解決傳統汽車行車過程中的爆胎、遇到溝壑通過性能差等問題具有突破性進展,具有良好的抗沖擊性能、高通過性能,使其能夠應對各種不同的復雜路況,提高車輛的通過性以及生產工作效率。
二、結構說明
本項目為匹配多模態復合構型特種車輛的柔輻式非充氣輪胎設計,項目成品為一種能夠在復雜路況下擁有多模態運動形式的特種工程車輛產品
該項目主要采用的主要技術包括:
(1)為應對山區丘陵溝壑等復雜路況,改善充氣輪胎易爆胎這一安全隱患,設計了一款柔輻式非充氣輪胎。該柔輻式非充氣輪胎整體由剛性輪轂、聚氨酯材料的柔輻支撐體以及橡膠胎面組成,該非充氣輪胎能夠同時兼備較好的支撐性能和緩震性能。
(2)利用仿生技術設計的多模態輪足機構,可以根據路面的復雜情況提供輪式模態、足式模態以及輪足模態三種運動形式,可以應對城市道路、山區道路、砂石泥濘等提供的摩擦力難以滿足運行時所受驅動力的道路,以及野外非正常路況下的行駛。從而提高車輛的行進速度,提高效率。
三、具體功能
此款特種車輛匹配了新型柔輻式非充氣輪胎,既提供充氣輪胎所具備的支撐緩震性能,還能在復雜路況的行駛中避免出現爆胎等意外事故。
輪足多模態主要應用了仿生技術,模擬了人類正常行走狀態。擁有輪式、足式、輪足式三種模態的行進方式,可應對不同路況不同障礙物選擇相適應的模態行進。
四、使用說明
基于柔輻式非充氣輪胎的多模態復合構型特種車輛,在不同路面環境可以通過腿部關節驅動實現輪式、輪足式以及足式的三種模態的變化,提高車輛的通過性能,適應不同路面狀況。
(1)輪式模態:類比于傳統車輛,通過輪轂電機驅動的四條車輪為工作狀態,可以支持汽車高速行駛。
(2)足式模態:主要工作在砂石路,山區道路以及在輪式結構難以通過的地區,通過汽車底盤下部的四條支腿配合模擬四足動物越過障礙的方式運行。
(3)輪足模態:在該模態下車輛的通過性能以及運行性能為最佳狀態,可以有效高速地通過山地丘陵地帶。