[机械设计] 【随笔】浅谈自适应底盘的原理(非独立悬挂)

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哨兵雾之湖的小球
2020-11-30 22:01:49 显示全部楼层

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本帖最后由 雾之湖的小球 于 2020-12-14 22:26 编辑

文章开头先感谢一下上海交大在此技术上做出的贡献,此外有不少学校也想做这个功能,一时兴起就写一篇文章随口谈谈自己的理解。

正文:
自适应悬挂是上海交大取名并于2019赛季首次投入进RM的技术,大概从功能上理解的话,就是一种具备减震能力的特殊非独立悬挂。(为什么是这么定义,后面细讲)
先来看一下非独立悬挂是什么:
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也有人叫他前桥悬挂、拖拉机悬挂,等等,结构上就是两个轮子用一根轴连接起来,中间有一个轴承来承担悬挂的作用。
实际上这种前桥悬挂就已经具备了四个轮贴地力一致的功能了,但是因为没有减震能力,已经慢慢地被参赛队抛弃,只剩下官方步兵还在用这种设计。
所以实际上我们要做能够适用于RM的非独立悬挂,还是需要基于有减震结构的底盘。
实际上,我们常说的独立悬挂,一定程度上并不好于非独立悬挂,这一点可以从自由度的角度进行分析(12月14日补充:此处的自由度并非机械原理的自由度,是机械振动学的自由度
=======
假设一个带有避震器的底盘模型,具有4个可以形变的轮子(悬架),一个轮子就具有一个自由度
那么有四个轮子的车,就是有四个自由度进行形变吗?
并不是,车身只有三个自由度。
这三个自由度分别为:车身俯仰点头、横滚点头、Z轴上下振动。

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独立悬挂的自由度

多余的一个自由度去哪里了呢?因为有一个约束条件
四个轮子必须同一平面。(或者悬架必须同一平面等)正是因为这个约束条件,当独立悬挂的车运行到四个轮子不同平面的位置时,
独立悬挂就会出现协调变形,导致四个弹簧的内力不再一致,进而使得接触地面的力不一致,最后导致轮子悬空。



只要把自由度想明白,就可以彻底理解自适应底盘(非独立悬挂)的实质了。前桥悬挂之所以能够实现自适应,就是因为一个轴承释放掉了车身的一个自我约束条件,引入了一个自由度,让整个底盘的自由度刚好等于轮子的自由度。
基于释放自由度的想法,就可以进行很多的展开工作了,不管采用油压气动机械连杆还是拉线等方法,让底盘生成一个自由度就可以完成功能。
除了RM的结构之外,火星车(比如好奇号)、月球车的某种六轮底盘结构也可以视作一种自适应悬架,也有一定的参考性。
QQ截图20201130211747.png

交龙2019英雄


文章是顺手写的,希望能给各个学校做出花式设计起到一个抛砖引玉的作用,另外也请已经做出来自适应(非独立)底盘的学校批评指正。
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哨兵雾之湖的小球
 楼主| 2020-12-29 18:05:35 显示全部楼层
lyh123 发表于 2020-12-29 13:08
还得是独立悬挂好点

这并不冲突,理想非独立悬挂肯定好于独立悬挂,看谁能更接近理想情况。
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步兵小黑丶LV
2020-11-30 23:53:52 显示全部楼层
到头来还是被连杆先入为主了,自由度才是关键,受教了
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顾问影滅
2020-11-30 22:51:45 显示全部楼层
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步兵MS天下第一
2020-12-2 18:51:11 显示全部楼层
对于刚大比赛的队员来说是一个很好的科普!谢谢大佬

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顾问lxl000
2020-12-14 17:55:37 显示全部楼层
厉害,长见识了

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梯队队员Tenhui
2020-12-28 10:30:46 显示全部楼层
学习学习学习

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梯队队员lyh123
2020-12-29 13:08:29 显示全部楼层
还得是独立悬挂好点

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梯队队员会凌
2021-7-13 14:49:17 显示全部楼层
受教了,感谢大佬提供的思路

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步兵橘子哥
2021-8-11 19:25:15 显示全部楼层
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