[机械设计] 【分享帖】车架总成杂谈

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英雄RM烧电机十级表演艺术家
2021-2-24 22:40:54 显示全部楼层

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一个假期过去了好像没怎么在论坛上看到较好的帖子,抱着灌水、记录等的心情写本文,如有错误或更好的见解欢迎指正。希望能加精加精帖子出现频率越来越低了,大家多发出来一起交流交流。(本文出现的各战队车辆纯属探讨使用,对设计者表示尊重,若有错误解读还请谅解指正)
目前较多学校使用的车架从俯视图看是四横四纵九宫格车架,取代了以前的两横两纵井字型车架,多加的是井字形的外框保险杆,如上交的2020开源步兵,
九宫格分别由:左前轮    前装甲板     右前轮
                 其他
        左装甲板  云台底座      右装甲板
                  其他
         左后轮    后装甲板     右后轮

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侧视图看:为做到降低重心,保持装甲板倾斜角度,呈现正凸台型。
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这种设计中规中矩,优点是:结构简单经典,装配迅速,对新队伍入门友好。缺点是:可扩展性不强,所有的底盘部件位置变化不大,很多战队把所有的部件全放置在底盘上,做到波澜不惊一马平川。一味追求最低重心高度而出现长脖云台,当然这也与射击盲区有关,下面另外讨论。
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通过对比上交2020步兵和大工2020步兵底盘轮组可以发现:上交和大虽同样使用3508电机同轴直联方式,同轴连接使得轮组所在区域较大,但可以看到大将3508电机尾部转子超出所在区域进入前装甲板区域。如此设计可以使车架宽度略有减小。对比不明显是因为上交使用的是自制法兰连轴器缩短距离,而大使用的是常见法兰联轴器,当然还有东莞理工提出的涨紧套可缩短轴距。
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为把避震器放在平板型底盘,经费充足的队伍选择加工非标部件固定在底盘上用作避震器连接点,而经费有限的队伍选择在在底盘上叠加铝管或连接救援用连杆上还有的为固定在底盘平面上增大纵臂夹角或降低纵臂连接点离地距离。但这都是无奈之举。
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之所以会出现九宫格的车架设计有部分原因来源于裁判系统的安装,如图A型支撑架可以说是全身是孔,可以看出官方是给予了多大的期望,但设计者却对底部的两个孔情有独钟,部分也使用了侧面孔(是**还是**),原因在裁判系统的归还,2020赛季由于疫情原因裁判系统官方没有收回,在2019赛季时比赛结束大部分战队在现场归还裁判系统,坐在平面底盘上的装甲模块易拆卸,而且拆卸对车辆结构功能没有影响。此外由于A型支撑架少一个腿,为把装甲板收在九宫格里不得不在支撑下平面使用铝管或大印件垫高,虽然垫高件质量小且能够增加结构强度,但说到底还是增加了车辆的负担
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在小陀螺+集电滑环+下供弹出现后,由于滑环和输弹链的高度原因使得车架产生一部分变化但也只是部分改进,如下图车架,在原有的平面九宫格型基础上加装一个方块用于支撑云台,增强云台yaw轴强度,笔者在此做出假设:认为北理珠的云台断头部分原因就在长脖子云台。若减小云台重心与底盘重心的距离即使6020直联也能减缓断头时间的到来。
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回过头再看上交与大解决集电滑环的措施,二者都是上供弹模式(大交的坐标系不按常理出牌欸~)。上交选择用横竖四根大铝管架起云台为滑环和同轴6020提供空间,据说19年赛季上交使用的大滑环为自制低矮性解决高度问题,大整车使用铝件非常少,几乎为板材结构,但也支撑起6020电机空间,创新点是改变以往平面结构,二者的区别是上交采用大铝管,纵向铝作为纵臂的连接点,横向铝管固定yaw轴轴承,结构简单结实,但被大铝管所切割掉的空间难免利用率低。大采用板材榫卯拼接,云台yaw 面整体抬高,空出内部整体空间,但由于几乎为板材,所做的加固结构复杂零件较多。
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装甲板处理方面,双方都不约而同地选择不用以往的四装甲板共高度的设计,改为前后低,左右同yaw轴平面高,上交是巧妙布置在四根大铝管上,大为板材结构较复杂但也巧妙了地利用底盘两层结构放置,以往有些设计者(比如笔者)希望装甲板高度越低越好,最好能都达到最低限度60mm,这样既能降低重心也能降低装甲板高度进入敌方射击盲区,但就目前来看射击盲区几乎没有,装甲板高度优势不明显,在可接受范围内升高装甲板并不会导致翻车,因此大可不必,双方的左右装甲板底部高度能达到120mm以上。
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分析一通后才进入今天的主题:缩小底盘尺寸使用双层结构。在2021赛场上地形复杂,意味着可容两辆小陀螺对抗的空间很少甚至团战的空间没有了,大空间的梯形高地对进攻方来说上去存在难度,不太可能开展对抗,而环形高地上两辆步兵并行可以但开启小陀螺模式难免相互碰撞。虽然步兵进一步瘦身困难,但对英雄来说瘦身还是存在可能的,无论大小装甲板支撑架的间距都是80mm,也就是说最理想的情况下英雄的尺寸可以做到和步兵一样大。
2019年第三期RM圆桌上何高工曾就一张英雄图指出可以搭建二层结构,利用的就是支撑架的上侧孔位,而在新版官方步兵上也采用了两层设计(虽然空空荡荡)。第二层的存在不仅减小了云台相对高度,而且为避震器的安装提供支撑,上交避震器为一根弹簧,大采用的是前后轮组设计,不严格来说二者的避震器仍固定在底盘平面上
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在成熟的汽车制造业上,以实用性为第一要求的货运车确实采用贯穿前后的笔直大梁支撑,
除此之外轿车和客运车都很少采用笔直大梁支撑,避震器也没有连接在底盘最低平面,家用轿车的内部大空间设计值得借鉴。


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以下为例构建两层底盘,红色矩形为铝管,红色箭头箭头为避震器,通过架设在大铝管上或裁判系统上侧一侧的铝管可以为避震器提供连接至于如何解决悬臂梁的问题就自行设计了
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而前文提到的裁判系统拆卸问题,可以将支撑架的固定面由底部改为侧面,使用贯穿上下两层底盘的竖直铝管连接,或者使用大铝管连接前后轮设计的可以将支撑架直接坐在大铝管上侧。

最后回顾上文提及的射击盲区(枪口处于最低俯角时我方装甲板底线距前方高150mm与枪管中心直线交点的水平距离)问题,长脖子云台确实可以减小射击盲区但云台重心相对较高,而整体高度不变的前提下升高装甲板却起相反效果,目前看来各队的步兵射击盲区都不大,大概在200mm甚至没有盲区。
2021赛季场地的梯形高地上护栏是135mm梯形高地是400mm,云台pitch轴高度英雄可以达到600mm,也就是说站在梯形高地上由于射击盲区可能不仅无法防守打击敌方装甲板,甚至小陀螺再快也救不了自己。相比之下环形高地是600mm护栏是135mm,地面仰攻有限但是将直面哨兵。
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英雄菜狗灰灰
2021-3-1 11:27:02 显示全部楼层
花里胡哨不如简单耐操
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英雄RM烧电机十级表演艺术家
 楼主| 2021-2-24 23:56:53 显示全部楼层
雾之湖的小球 发表于 2021-2-24 23:29
英雄确实存在瘦身的空间,不过具体还是看取舍吧,如果为了缩小最后5cm大改结构甚至复杂化就不太好)
我们20 ...

瘦身建议是给长宽都700+的建议,能做到660对下供弹已经是很好了,一开始的大梁结构就已经决定了最后的长宽情况,之所以会出现过大是因为摊开松散平铺在一个平面底盘的原因,大改结构就相当于重做了,话说对高地射击盲区没有什么见解吗

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哨兵雾之湖的小球
2021-2-24 23:29:06 显示全部楼层

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英雄确实存在瘦身的空间,不过具体还是看取舍吧,如果为了缩小最后5cm大改结构甚至复杂化就不太好)
我们2020英雄长度660,新赛季英雄反而加长了,一定程度是个人认为未来英雄的方向是智能化(类似四代机对三代机,现代坦克对二战坦克),需要多加一些传感器、执行机构等。车体积太小对于塞东西就非常不友好了

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英雄RM烧电机十级表演艺术家
 楼主| 2021-2-24 22:49:38 显示全部楼层
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哨兵雾之湖的小球
2021-2-25 11:57:24 显示全部楼层
RM烧电机十级表演艺术家 发表于 2021-2-24 23:56
瘦身建议是给长宽都700+的建议,能做到660对下供弹已经是很好了,一开始的大梁结构就已经决定了最后的长 ...

但是我认为当高地上面的打不到下面的时候,下面的更打不到上面的啊,高地本身还有一个135mm的遮挡。

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英雄RM烧电机十级表演艺术家
 楼主| 2021-2-25 13:09:00 显示全部楼层
雾之湖的小球 发表于 2021-2-25 11:57
但是我认为当高地上面的打不到下面的时候,下面的更打不到上面的啊,高地本身还有一个135mm的遮挡。 ...

装甲板底部离地高度一般在100左右,装甲板高是130,还是有一半可以打中,最糟糕的情况就是上下都打不到,场地空间浪费了

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梯队队员borfish
2021-2-28 13:15:21 显示全部楼层

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感谢分享了哈

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梯队队员starfall
2021-3-20 16:27:42 显示全部楼层
不好意思点错了,点到踩了,抱歉抱歉

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英雄南新小白
2021-3-23 13:27:42 显示全部楼层
直接插眼,这波厉害呀
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