李凱悅

履帶式底盤的應(yīng)用十分廣泛，常被用于坦克、挖掘機(jī)等重型載具上，以充分發(fā)揮承重大、地形適應(yīng)度高、驅(qū)動(dòng)力大等優(yōu)點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)履帶式底盤的越障高度會(huì)受履帶高度限制，面對(duì)落差極大的極端地形，無(wú)限制地提高履帶高度顯而易見(jiàn)是不現(xiàn)實(shí)的。因此，我提出了兩段式履帶越障底盤的想法，并嘗試實(shí)施。

通過(guò)努力，我成功做出了基于VEX機(jī)器人零件的模型，試驗(yàn)并取得了初步的成果。

此模型分為四大部分：前半部、后半部、抬升臂以及連接臂。在設(shè)計(jì)上，最為重要的連接臂部分，我采用了鏈條傳動(dòng)的方式以保證前半部和后半部始終保持平行，這是為了在翻越障礙時(shí)不從障礙物上方滑下。在搭建過(guò)程中，我也曾考慮過(guò)使用平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)，但考慮到抬升過(guò)程中上下兩桿可能會(huì)擠在一起，限制前半部分抬升高度，而且這種設(shè)計(jì)占用空間較大，最終沒(méi)有選擇。

另外，抬升臂動(dòng)力的提供方式上，我一開(kāi)始采用的是馬達(dá)直連的方式，后發(fā)現(xiàn)馬達(dá)力量不夠，便減小了傳動(dòng)比。但如此改進(jìn)后我又發(fā)現(xiàn)了新的問(wèn)題：由于前半部過(guò)重，抬起后如果馬達(dá)不繼續(xù)提供動(dòng)力，前半部便會(huì)下落，不能保持正常位置。而如果讓馬達(dá)繼續(xù)以小馬力轉(zhuǎn)動(dòng)的話，盡管能使前半部保持在正常位置不下落，但是馬達(dá)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)快速升溫，甚至燒壞。對(duì)于這樣一個(gè)棘手的問(wèn)題，我的解決方法是采用蝸桿、齒輪傳動(dòng)。蝸桿、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)就是只能由蝸桿帶動(dòng)齒輪、而不能由齒輪帶動(dòng)蝸桿。這樣做既能防止前半部下落，又能提供較小的傳動(dòng)比。

在細(xì)節(jié)上，由于VEX金屬零件的孔是方形的，且邊長(zhǎng)大于螺絲直徑，直接用螺絲固定會(huì)造成滑動(dòng)，進(jìn)而引起很大的誤差。所以我大量使用了軸承片，因?yàn)檩S承片是一種帶孔塑料零件，每個(gè)孔直徑和螺絲相同，且在孔周圍有四個(gè)突起用來(lái)嵌進(jìn)方空以固定，最大限度地減小了誤差。為了防止底盤前半部抬起后底盤前傾，需保證重心保持在后半部，于是我將后半部設(shè)計(jì)的比前半部稍大一些，將控制器、電池等物品安排在后半部，甚至使用大螺母進(jìn)行配重。

關(guān)于此底盤越障的步驟，大體可分為前半部分抬起、行進(jìn)至障礙物前、前半部分下壓、越過(guò)幾個(gè)步驟。

這種底盤盡管功能已較為完善，但仍舊有很大的改進(jìn)空間。目前我主要提出了如下幾種想法：第一，馬達(dá)的數(shù)量應(yīng)增加，以提高越障的速度；第二，本底盤目前雖然結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)潔，但可維護(hù)性較差，如果出現(xiàn)故障，維修起來(lái)很不方便，可以嘗試模塊化等方法提升可維護(hù)性；第三，抬升臂和連接臂可以升級(jí)為可伸縮型，以進(jìn)一步提高越障能力。

責(zé)編/劉成成