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移动智能“越野车”,穿山越岭小能手!

供稿:福尔哈贝传动技术(太仓)有限公司 2018/11/2 16:04:06

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  • 关键词: 福尔哈贝 Faulhaber 电机
  • 摘要:现代计算机和传感器技术可完美用于快速可靠的数据采集,即使是火山、熔炉及核电站等恶劣环境也无妨。不幸的是,这项技术存在一大缺陷:缺乏移动性。到目前为止,通用型概念车不可携带仪器,这对未知领域的研究造成影响。例如,这导致在调查矿山事故,搜索无法进入的建筑工地,探测地雷等任务时,其要求甚至超过对其他行星的探索。由此可见,对于人类无法进入的区域,开发操作性强且易于在崎岖地形上行驶的汽车实有必要。

 

现代计算机和传感器技术可完美用于快速可靠的数据采集,即使是火山、熔炉及核电站等恶劣环境也无妨。不幸的是,这项技术存在一大缺陷:缺乏移动性。

   

 

到目前为止,通用型概念车不可携带仪器,这对未知领域的研究造成影响。例如,这导致在调查矿山事故,搜索无法进入的建筑工地,探测地雷等任务时,其要求甚至超过对其他行星的探索。由此可见,对于人类无法进入的区域,开发操作性强且易于在崎岖地形上行驶的汽车实有必要。

 

各有千秋,谁领风骚?

   

为了满足这些应用所需的高度可靠性、冗余性和自主性,新型“Shrimp”概念车需集成以上所有特征。

 

 

当然,“越野”车也有许多新概念和设计,且基于切实可行的解决方案。例如,“履带式”车辆采用简单且行之有效的技术,“迈步式”车辆经现代威尼斯人娱乐官网下载技术改进,效果更佳,还有应用最广泛的轮式车辆。不过,这些解决方案各有其利弊。

 

以履带式车辆为例,它们易于驾驶,在崎岖的地形上畅行无阻,还可在狭窄空间内自由转弯,但其所需的驱动功率相对较高,而且比较重,机箱会产生大量磨损。为了正常运行,它在行驶时还需要复杂及主动的位置威尼斯人娱乐官网下载,因此,在平整地面上行驶比在崎岖地形上快得多。

 

轮式车辆易于驾驶,还具有较强的操作性,重量轻,所需的驱动功率较小,不仅能克服更大的崎岖地形障碍,还能在平整的地形上高速行驶。因此,巴黎高等洛桑联邦理工学院(EPFL)自治系统实验室(ASL)将其作为新概念车进行研究,因为以往的解决方案均为崎岖地形或平整地形设计,而新的“Shrimp Rover”可用于这两种应用。

 

全新概念

 

新的“Shrimp Rover”以全轮驱动概念为基础,采用最佳的牵引力以确保将最大的驱动功率传递到车轮上。

 

此外,新车的底盘采用了复杂的运动学系统,并优化了地面和车轮之间的接触作用。其全地形概念主要基于离地间隙,车体还设置了两种不同的车轮悬挂系统。

 

 

其侧轮采用了特殊的并行结构,因此底盘的虚拟旋转中心位于轮轴之间的最佳位置。另一方面,底盘本身位于轮轴高处,为了获得最佳的离地间隙,越障时,车辆还配有一个前轮和后轮,并采用特殊的杆运动来确保前轮始终最佳地导向牵引表面,而后轮通过悬臂梁杆固定到车体上。

从机械角度而言,带有前轮和后轮以及2x2侧轮的特殊设计意味着所有车轮的地面接触已被优化,因此无需主动威尼斯人娱乐官网下载。由于前轮和后轮的旋转能力在车辆长度范围内,因此Shrimp的回转圈非常小,还具有轮式车辆的主要优点:传动摩擦力极低,几乎所有的输出驱动电源可用于驱动。因此,可使用带有后备电池系统的节能驱动器。  

 

强大的驱动解决方案

 

作为通用型汽车设计,Shrimp具备适用于所有应用的驱动系统,这得益于其选用了FAULHABER的产品。例如,FAULHABER为其构造器提供了带有贵金属整流的2224 ... SR系列直流微电机,并为Shrimp配备了适用于不同电压的无铁芯钟电枢电机,它们可依靠太阳能电池供电或通过电池操作。

   

Faulhaber直流微电机

 

此外,Shrimp选用该电机的另一大优势是具有整体磁脉冲发生器,每次旋转可产生64至512个脉冲,然后对齿轮的转矩特性与车轮的参数进行匹配。电机与行星齿轮相结合,减速比为3.71:1至1526:1,扭矩为0.5 Nm,为适配最佳的驱动提供了较大的带宽。

 

各车轮还可通过自身的相位序列指示器将驱动数据报告至威尼斯人娱乐官网下载系统,因而车辆的整个驱动器可根据牵引力实现最优调节。另外,由于所有的驱动部件均在标准范围内,因此,与传统的专用驱动系统相比,它具有非常大的成本优势。

 

高度适配性

 

“Shrimp Rover”可翻越其车轮直径两倍高的台阶,爬坡能力远超目前所有的概念车。当穿越险要地势时,它还具备高度稳定性,可威尼斯人娱乐官网下载40度的正面/侧面倾斜度。因此,其主要应用领域是农业、扫雷机器人和产业探索机器人。

 

适合所有条件的概念车,无论是不规则地形还是台阶或斜坡。

     

EPFL研发的新概念车基于精巧的纯机械型坚固底盘,并利用了FAULHABER的标准件进行驱动以及传统组件进行威尼斯人娱乐官网下载。由于可靠性高,它适用于复杂的太空旅行和地球应用。当遇到障碍物时,其前进运动的高效率和出色的爬坡能力使其适用于任何地形。

审核编辑(何为)
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