一種新型履帶式移動平臺的研制與試驗

崔智 李年裕 王天祺 房遠

摘要：履帶式移動平臺運動穩定、越野能力強，但其轉向時對履帶板的磨損嚴重、轉向效率不高。針對履帶式移動平臺轉向性能差的問題，本文設想出一種新型履帶式移動平臺，并對其進行研制與實車試驗，試驗結果表明該新型履帶式移動平臺在直線行駛時沒有存在打滑現象，在轉向行駛時由于小輥輪的存在明顯減緩了對履帶板的磨損，提升了轉向性能。

Abstract： The track-type mobile platform has stable motion and strong off-road ability， but it has serious wear on the trackboard and low steering efficiency when turning. In order to solve the problem of poor steering performance of the crawler mobile platform， a new crawler mobile platform is conceived， developed and tested. The test results show that the new crawler mobile platform has no skidding phenomenon when running in a straight line. Due to the existence of a small roller during steering， the wear on the track plate is significantly reduced and the steering performance is improved.

關鍵詞：履帶式移動平臺;轉向性能;研制;試驗

Key words： crawler mobile platform;steering performance;development;test

中圖分類號：TH113? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）35-0144-02

0? 引言

相比輪式移動平臺，履帶式移動平臺運動平穩，具有較強的越野能力，可以在特定環境下順利的完成指定路徑的運動[1]。現代化戰場對于履帶式移動平臺的機動性能要求極高，其中，轉向性能是機動性能中最為重要的一個環節。履帶式移動平臺轉向的實現主要依靠兩側履帶的速度差，不過現如今的履帶式移動平臺在轉向時仍然存在一定的不足：

①轉向需要一定的半徑。在急轉彎路面上行駛難度大，極易發生翻車現象，因而傳統的履帶式移動平臺在運動時對地面有一定的要求，轉向性能具有局限性。②轉向時對履帶板的摩擦阻力大。平臺在轉向時，履帶板與地面之間是橫向滑動摩擦力，轉向半徑越小，消耗的功率越大[2]。③履帶板磨損大，修復難度高。較大的滑動摩擦力會導致對履帶板的損傷強度增加，同時履帶板的修護保養時間長，因而很容易造成非戰斗原因的戰斗力減弱[3]。

針對上述問題，設計出一種可以從根本上解決轉向性能的新型履帶式移動平臺擁有很大的意義。本文設計出一種新型履帶式移動平臺，通過在履帶板上增加一定角度的小輥輪，在一定程度上可以克服履帶式移動平臺的轉向性能差的問題。

1? 履帶板及平臺的整體設計

1.1 履帶板的結構

履帶板的結構和傳統的履帶式移動平臺履帶板結構類似，只是在履帶板上增加了輥輪支架，在輥輪支架上增加了小輥輪，結構如圖1所示。同時定義輥輪軸線和主動輪軸線之間的夾角為輥輪偏置角。改裝新型履帶板較為便利，只要在履帶板上添加小輥輪即可。

由于輥輪的存在，平臺在轉向時可以將部分履帶板與地面間的滑動摩擦力轉換為小輥輪的滾動摩擦力，同時在履帶板上添置4個小輥輪的目的是增加輥輪與地面之間的接觸面積。

1.2 平臺的整體結構

平臺的結構與傳統履帶式移動平臺類似，結構如圖2所示。

平臺由兩條履帶組成，每一側履帶有4個負重輪、2個誘導輪、1個主動輪、1個誘導輪，平臺的運動主要依靠主動輪的轉動帶動履帶的運動。平臺整體結構極度相似裝甲車輛，可以在現有的裝甲車輛上進行調整改裝。

平臺的結構設計需要與傳統履帶式移動平臺進行比較，各項參數見表1所示。

2? 平臺的研制

根據平臺的主要結構參數，對履帶板進行了研制，如圖3所示。履帶板上設置了輥輪支架，在輥輪支架上安置了2組共4個對稱放置的小輥輪，小輥輪可以自由的轉動，放置4個小輥輪目的是為了增強小輥輪與地面的接觸面積，保證平臺的穩定性，同時履帶板設計成中空形狀主要是為了減輕履帶板的重量，保證平臺擁有更輕的重量。

對履帶板進行連接，組裝成整條履帶，裝置在平臺兩側，如圖4所示。履帶主要由主動輪、負重輪、誘導輪、托帶輪和履帶板組成。平臺采用后驅動形式，因此主動輪在平臺的后側，前側為誘導輪，每一側履帶板接地處等間距放置4個負重輪，在上側等間距的放置托帶輪。每一側的履帶板共由70個履帶板連接而成。

平臺的原理樣機如圖5所示。平臺的整體結構與傳統的履帶式移動平臺相類似，可以在平臺上載兩到三人及一些較重的物質，平臺采用兩條履帶各一側進行放置，兩條履帶的任意速度組合成平臺的運動。

3? 實車試驗

選取一段相對平臺的路面，對平臺的直線行駛進行實車試驗，如圖6所示。

平臺的直線行駛實驗，行駛速度與傳統履帶式移動平臺的速度相同，可以達到預定的速度，同時在行駛時沒有任何打滑的跡象，在載人的前提下仍然可以成功的進行直線行駛，因此評估了平臺直線行駛的可行性。

在同樣的水泥路面上，平臺進行B/2轉向實車試驗，如圖7所示。

平臺在B/2轉向時，在地面上留下了轉向痕跡，從圖中可以明顯的看出，痕跡分為里外兩個圓圈，由于內側履帶無法達到理想化的鎖死狀態，會產生運動，因此會造成內側圓形的出現，大圈為外側履帶在轉向時履帶與地面之間摩擦產生的印記，可以看出履帶與地面之間產生的痕跡較輕，表明平臺與地面之間的摩擦明顯減小，轉向順利，同時由于輥輪的存在，履帶與地面之間的滑動摩擦力部分轉化成了小輥輪與地面之間的滾動摩擦力，因此地面對履帶的磨損也明顯減少，提高了履帶的壽命，提升了平臺的轉向性能。

4? 結論

通過對平臺的的研制及實車驗證，主要對平臺履帶板及整條履帶板的研制，加之對平臺進行簡單的直線行駛及簡單的轉向運動，得出平臺可以順利的進行與傳統履帶式移動平臺相同的直線行進，且不發生任何滑移的現象;在轉向時由于輥輪的存在，減輕了地面對履帶板的滑動摩擦力，對履帶板的損傷明顯減小，提升了平臺的轉向性能。

參考文獻：

[1]程軍偉，高連華，王紅巖，等.履帶車輛轉向分析[J].兵工學報，2007，28（9）：1110-1115.

[2]鄭慕竅，馮崇植，藍祖佑.坦克裝甲車輛[M].北京：北京理工大學出版社，2003.

[3]汪明德，趙毓芹，祝嘉光.坦克行駛原理[M].北京：國防工業出版社，1983.