一種用于全方位履帶的輥輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

楊懷彬，張?jiān)ツ希?遠(yuǎn)，董 政

（陸軍裝甲兵學(xué)院兵器與控制系，北京100072）

1 引言

全方位平臺(tái)多以輪式為主，因其具有高度機(jī)動(dòng)性能而受到廣泛研究。其中，麥克納姆輪在各類平臺(tái)中應(yīng)用最為廣泛[1-3]。麥克納姆輪外側(cè)安裝有若干橢圓狀可自由旋轉(zhuǎn)的輥輪，可以實(shí)現(xiàn)多自由度運(yùn)動(dòng)。但輥輪結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致麥克納姆輪與地面接觸的不連續(xù)性，從而加劇平臺(tái)整體的振動(dòng)效果。研究人員嘗試很多方法來盡可能的減弱此類振動(dòng)對于平臺(tái)運(yùn)動(dòng)性能的影響，主要分為輥輪優(yōu)化設(shè)計(jì)和加裝減振機(jī)構(gòu)兩種方法。朱浩針對重載全向平臺(tái)，結(jié)合畫法幾何和空間投影兩種方法對全向輪外側(cè)輥輪進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保每個(gè)輥輪與地面接觸的同時(shí)存在其他輥輪同時(shí)參與承載工作[4]。文獻(xiàn)[5]針對醫(yī)用全向底盤，對麥克納姆輪外側(cè)輥輪進(jìn)行補(bǔ)償設(shè)計(jì)從而彌補(bǔ)因承載而發(fā)生的形變量，解決了輥輪因承載變形對平臺(tái)造成的周期性振動(dòng)問題。文獻(xiàn)[6-7]針對全向平臺(tái)的每個(gè)麥克納姆輪分別設(shè)計(jì)了減振結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步減小振動(dòng)對于平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的影響，也確保了麥克納姆輪與地面的良好接觸。文獻(xiàn)[8]針對履帶式全方位平臺(tái)進(jìn)行了平順性分析，但主要研究對象是整個(gè)平臺(tái)，其中懸架結(jié)構(gòu)起到了決定性作用，并沒有對履帶本身振動(dòng)特性進(jìn)行分析。

全方位履帶是一種具備多運(yùn)動(dòng)自由的新型行走機(jī)構(gòu)，它結(jié)合了傳統(tǒng)履帶良好的越障能力和麥克納姆輪靈活的運(yùn)動(dòng)能力[9]。該結(jié)構(gòu)在履帶板外側(cè)安裝有輥輪結(jié)構(gòu)，從而具備多個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。……