Development and Test of a New Type of Crawler Mobile Platform
崔智① CUI Zhi；李年裕① LI Nian-yu；王天祺② WANG Tian-qi；房远① FANG Yuan
（①陆军装甲兵学院，北京 100072；②63853部队，白城 137000）
（①Academy of Army Armored Forces，Beijing 100072，China；②63853 Troops，Baicheng 137000，China）
摘要：履带式移动平台运动稳定、越野能力强，但其转向时对履带板的磨损严重、转向效率不高。针对履带式移动平台转向性能差的问题，本文设想出一种新型履带式移动平台，并对其进行研制与实车试验，试验结果表明该新型履带式移动平台在直线行驶时没有存在打滑现象，在转向行驶时由于小辊轮的存在明显减缓了对履带板的磨损，提升了转向性能。
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.
关键词：履带式移动平台；转向性能；研制；试验
Key words: crawler mobile platform；steering performance；development；test
中图分类号：TH113 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）35-0144-02
0 引言
相比轮式移动平台，履带式移动平台运动平稳，具有较强的越野能力，可以在特定环境下顺利的完成指定路径的运动[1]。现代化战场对于履带式移动平台的机动性能要求极高，其中，转向性能是机动性能中最为重要的一个环节。履带式移动平台转向的实现主要依靠两侧履带的速度差，不过现如今的履带式移动平台在转向时仍然存在一定的不足：
①转向需要一定的半径。在急转弯路面上行驶难度大，极易发生翻车现象，因而传统的履带式移动平台在运动时对地面有一定的要求，转向性能具有局限性。②转向时对履带板的摩擦阻力大。平台在转向时，履带板与地面之间是横向滑动摩擦力，转向半径越小，消耗的功率越大[2]。③履带板磨损大，修复难度高。较大的滑动摩擦力会导致对履带板的损伤强度增加，同时履带板的修护保养时间长，因而很容易造成非战斗原因的战斗力减弱[3]。
针对上述问题，设计出一种可以从根本上解决转向性能的新型履带式移动平台拥有很大的意义。本文设计出一种新型履带式移动平台，通过在履带板上增加一定角度的小辊轮，在一定程度上可以克服履带式移动平台的转向性能差的问题。
1 履带板及平台的整体设计
1.1 履带板的结构
履带板的结构和传统的履带式移动平台履带板结构类似，只是在履带板上增加了辊轮支架，在辊轮支架上增加了小辊轮，结构如图1所示。同时定义辊轮轴线和主动轮轴线之间的夹角为辊轮偏置角。改装新型履带板较为便利，只要在履带板上添加小辊轮即可。
由于辊轮的存在，平台在转向时可以将部分履带板与地面间的滑动摩擦力转换为小辊轮的滚动摩擦力，同时在履带板上添置4个小辊轮的目的是增加辊轮与地面之间的接触面积。
1.2 平台的整体结构
平台的结构与传统履带式移动平台类似，结构如图2所示。
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平台由两条履带组成，每一侧履带有4个负重轮、2个诱导轮、1个主动轮、1个诱导轮，平台的运动主要依靠主动轮的转动带动履带的运动。平台整体结构极度相似装甲车辆，可以在现有的装甲车辆上进行调整改装。
平台的结构设计需要与传统履带式移动平台进行比较，各项参数见表1所示。
2 平台的研制
根据平台的主要结构参数，对履带板进行了研制，如图3所示。履带板上设置了辊轮支架，在辊轮支架上安置了2组共4个对称放置的小辊轮，小辊轮可以自由的转动，放置4个小辊轮目的是为了增强小辊轮与地面的接触面积，保证平台的稳定性，同时履带板设计成中空形状主要是为了减轻履带板的重量，保证平台拥有更轻的重量。
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对履带板进行连接，组装成整条履带，装置在平台两侧，如图4所示。履带主要由主动轮、负重轮、诱导轮、托带轮和履带板组成。平台采用后驱动形式，因此主动轮在平台的后侧，前侧为诱导轮，每一侧履带板接地处等间距放置4个负重轮，在上侧等间距的放置托带轮。每一侧的履带板共由70个履带板连接而成。
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平台的原理样机如图5所示。平台的整体结构与传统的履带式移动平台相类似，可以在平台上载两到三人及一些较重的物质，平台采用两条履带各一侧进行放置，两条履带的任意速度组合成平台的运动。
3 实车试验
选取一段相对平台的路面，对平台的直线行驶进行实车试验，如图6所示。
平台的直线行驶实验，行驶速度与传统履带式移动平台的速度相同，可以达到预定的速度，同时在行驶时没有任何打滑的迹象，在载人的前提下仍然可以成功的进行直线行驶，因此评估了平台直线行驶的可行性。
在同样的水泥路面上，平台进行B/2转向实车试验，如图7所示。
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平台在B/2转向时，在地面上留下了转向痕迹，从图中可以明显的看出，痕迹分为里外两个圆圈，由于内侧履带无法达到理想化的锁死状态，会产生运动，因此会造成内侧圆形的出现，大圈为外侧履带在转向时履带与地面之间摩擦产生的印记，可以看出履带与地面之间产生的痕迹较轻，表明平台与地面之间的摩擦明显减小，转向顺利，同时由于辊轮的存在，履带与地面之间的滑动摩擦力部分转化成了小辊轮与地面之间的滚动摩擦力，因此地面对履带的磨损也明显减少，提高了履带的寿命，提升了平台的转向性能。
4 结论
通过对平台的的研制及实车验证，主要对平台履带板及整条履带板的研制，加之对平台进行简单的直线行驶及简单的转向运动，得出平台可以顺利的进行与传统履带式移动平台相同的直线行进，且不发生任何滑移的现象；在转向时由于辊轮的存在，减轻了地面对履带板的滑动摩擦力，对履带板的损伤明显减小，提升了平台的转向性能。
参考文献：
[1]程军伟，高连华，王红岩，等.履带车辆转向分析[J].兵工学报，2007，28（9）：1110-1115.
[2]郑慕窍，冯崇植，蓝祖佑.坦克装甲车辆[M].北京：北京理工大学出版社，2003.
[3]汪明德，赵毓芹，祝嘉光.坦克行驶原理[M].北京：国防工业出版社，1983. |
