Разработка шасси для семейства мобильных робототехнических
комплексов массой до 1.5 тонн
Н.В. Штифанов

Решаемая задача
Разработать шасси для семейства мобильных
робототехнических комплексов различного
назначения
• Провести сравнительный обзор
существующих шасси, близких по массе и
назначению;
• Выбрать и обосновать тип двигателя, движителя, трансмиссии, системы
подрессоривания;
• Проработать компоновку машины, разместить основные узлы и агрегаты;
• Провести расчёты разрабатываемых узлов, подтверждающие
работоспособность;
• Разработать технологический процесс сборки проектирования узла;
• Провести функционально-стоимостной анализ разрабатываемого узла;
• Рассмотреть вопрос об освещённости рабочих мест в сборочном цеху;
• Сделать выводы об актуальности разработки и её применимости в
реальных условиях.

Технико-экономическое обоснование
Сфера применения малых
мобильных роботов:
•труднопоражаемое

противотанковое

Деление по массе, принятые
за рубежом
•микро < 8 фунтов (3,629 кг);

средство;

•миниатюрные 8-30 фунтов (3,629-13,608

•роботизированное средство для охраны

кг);

территорий;

•малые от 31 до 400 фунтов (14,061-

•средство организации рубежной защиты;

181,44 кг);

•разведка путей, радиоактивная и

•лёгкие от 401 до 4000 фунтов (181.88-

химическая разведка,

1814,32 кг)

•разведка позиций противника;
•устройство минно-взрывных заграждений;
•выполнение транспортировочных задач;
•имитация подвижных объектов.

Целесообразность применения МРК обусловлена следующими основным
положениями:
•вследствие малых габаритов роботизированных средств существует меньшая вероятность
поражения МРК огневыми средствами противника;
•небольшая масса МРК позволяет их транспортировать на различные расстояния (ближе к
боевым действиям);

Исследовательская часть
Требования, предъявляемые к
проектируемому шасси

Масса не более, кг

1000

Максимальная скорость
движения, км/ч

50

Максимальная высота шасси, м

1

Тип движителя

гусеничный/колесный

Тип двигателя

дизельный/бензиновый

Тип трансмиссии

гидрообъемная/электромеханиче
ская

Запас хода, км

300

Способ управления
по
радиоканалу/интеллектуальный
Поиск аналогичных машин, близких
по массе
результатов не дал (*)
Существует машина с колёсной
формулой 6х6, разработанная в
США, но её масса составляет
порядка 2.5 тонн и она имеет
неклассическое расположение
передних балансиров – вперёд.
*Поиск проводился в открытых для доступа ресурсах

Выбор двигателя, движителя, гидроагрегатов,
гидроцилиндров
Расчёты показали, что наиболее оптимальными для машины являются
следующие узлы
и агрегаты
Гидроагрегаты
фирмы Bosch

Двигатель и сцепление ВАЗ
2108

Мощность 47.5 кВт при 5600
об/мин
Макс. момент 94,8 Нм при 3400
об/мин
Гусеница от снегохода

«Рысь»

Шаг, мм
64,5
Длина, мм
3070
Ширина, мм 380

Гидронасос A4FMRexroth
Гидромотор A4VG32
(56)
(56)

Макс. рабочий объём, см3
56
Макс обороты, об/мин 3600
Установочная мощность 134
Перепад давления, МПа 40
Масса, кг
38

Рабочий объём, см3
Макс обороты, об/мин
Макс. расход, л/мин
Момент при 40МПа, Нм
Масса, кг

56
3600
202
356
21

Гидроцилиндр
CDM1 MP3

Давление, МПа
16
Диаметр штока, мм
14
Диаметр поршня, мм
25
Макс. сила растяжения, Н

Схема и конструкция трансмиссии.
Характеристики машины.

Общий вид шасси - разрез

Тяговая
характеристика
шасси

Управление
насосом (EP)

Схема
трансмиссии

1 –двигатель, 2 – согласующий
редуктор, 3 – гидронасос, 4гидромотор, 5 – планетарный
редуктор, 6 -ведущее колесо

Конструкция
трансмиссии

По оси абсцисс –
относительный рабочий объём
гидронасоса; по оси ординат –
сила тока в соленоидах; от 0
до 200 – зона
нечувствительности

Механизм натяжения. Торсионная подвеска.
Механизм натяжения

Достоинства:
• Простота, надёжность,
• Компактность;
• Лёгкость натяжения;

Достоинства:
• Простота, надёжность,
• Стабильность
характеристик;
• Высокая удельная
потенциальная энергия;
• Отработанность
конструкции;

Торсионная подвеска

Планетарный редуктор

Достоинства:
• Высокий КПД
• Отработанность конструкции;
• Простота, надёжность,
• Компактность;
• Возможность установки
стандартного тормозного диска
и дисковых тормозов (НИВА
Шевроле);

Применение разрабатываемого шасси
Роботизированная платформа
• Перевозка грузов: боеприпасов, снаряжения,
продовольствия;
• Санитарно-эвакуационная машина;

Применение разрабатываемого шасси
Военный мобильный робот
• Охранный комплекс;
• Средство для подавления живой силы
противника;
• Противотанковое средство;

Применение разрабатываемого шасси

Многоцелевой гусеничный
робот и химической разведки;
• Средство радиационной
• Инженерная машина;
• Робот-сапёр.

Применение разрабатываемого шасси

Многоцелевой гусеничный
робот и химической разведки;
• Средство радиационной
• Инженерная машина;
• Робот-сапёр.

Анализ разработанного гусеничного шасси
Достоинства
- малые габариты машины, малая масса
- компактность МТО
- отработанность большинства узлов ходовой части
- использование стандартных узлов: двигатель, гидронасосы, гидромоторы,
гидроцилиндры, сцепление, упругие муфты;
- высокая ожидаемая скорость и, как следствие, маневренность
- малая высота машины – менее 1-го метра
- большой запас хода при полной заправке (4х25=100 л), по оценочным
расчетам более 300 км;
-работа двигателя в режиме минимального расхода топлива, отсутствие
перегрузок.
Недостатки
- относительная дороговизна гидроагрегатов и торсионной подвески;
- недостаточная защищенность (6 мм);
- отсутствие возможности накопления энергии при торможении;
- отсутствие возможности торможения двигателем;
- большое количество вновь разрабатываемых узлов и деталей и, как следствие,
их высокая стоимость.






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.