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[ 机器人 ] 自制独立悬架攀爬车

2018-8-13 15:13| 发布者: 老A | 查看: 15181 |原作者: 4mpzsx

在我上初中的时候,就开始迷上了越野车。那时候什么也不懂,什么也不会,只能看看视频,鼓捣鼓捣玩具。上了高中完全失去了自由,想法就搁置了,一直到上大学才有时间和能力完成了这个小时候的梦想,设计并加工了一个越野车的遥控模型。
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因为喜欢军用悍马(HMMWV),所以整体结构参照的HMMWV的底盘结构:四轮独立悬架+轮边减速器。
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然而HMMWV的定位是一辆军用卡车,其设计目标是高机动性,底盘结构更适于高速穿越,因此悬架行程并不夸张,不是很适合攀岩,但是高速稳定性很好。
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而我要设计的是一个攀爬车,因此需要在双横臂+轮边减速器的结构基础上增大悬架行程,对悬架几何进行针对性设计。
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为了便于维护,减少备件种类数量,前后悬架使用相同的零件。为了增加通过性,灵活控制前后桥的动力分配,使用了前后双电机的形式,前后各一套完全对称的动力传动系统,车架也是前后对称的。这样还有一个好处,可以在玩一段时间之后,车头车尾互换,让齿轮和传动结构能够均匀磨损。
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为了增加灵活性,设计了四轮转向,不仅能够减小转弯半径,还能够斜向行驶,有利于脱困。
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为了有足够的转向力矩,使用了并联双舵机,也就是说全车一共需要4个舵机。电池使用的是4节18650,方便对称布置。为了自由分配前后动力,使用了双电调分别驱动前后电机。遥控器使用了6通道的板控。轮胎选用了超级便宜的大脚轮胎,一方面上学的时候囊中羞涩,另一方面轮辋内部空间充足,便于布置轮边减速器。
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设计完了,开始漫长的加工过程。
首先加工的是齿轮箱,也是这辆车上最难加工的零件。线切割,铝件容易断丝,所以加工时小心翼翼。还好一次成功。
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车的齿轮来自本田,拆机件。尼龙齿,运行顺滑静音,超级耐磨。然而拆机件难以找到配件,得十分珍惜,一旦坏了车也就报废了。
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大齿轮轴用4130钢管和45#钢板切割拼接而成。钢管经过切割抛光之后质感相当不错。
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因为独立悬架的半轴是随着车轮跳动而相对车身摆动的,因此半轴内外两端都需要使用万向节。为了省钱,充分利用现有的材料,我构思了一种十字轴万向节。万向节使用钢管、钢珠和钢轴组成,可使用线切割完成制作。骄傲一下。
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制作完的万向节如下,无运动干涉角度可达50度,直径最大12mm。最方便的是可以直接做到半轴上,省去了连接的麻烦。
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全车的万向节零件,金属质感,闪闪发光。
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大齿轮装上齿轮轴和万向节,机械感一下子就冒出来了
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大齿轮完成了,齿轮箱也就基本完成
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