在过去的100年时间里,车轮不仅在汽车的安全性与耐用性能的提高上功不可没,更是移动平台类机器人的首选辅助工具。然而,长久以来,大多数人似乎只关心汽车或者机器人靓丽的外表,却很少有人关注平台下面黑乎乎的车轮。这次小编特意为大家整理了一些车轮的资料,让我们一起来看看即使那不起眼的车轮其实也暗藏玄机。
车轮的历史非常悠久,可以追溯到几千年前。看过古装剧的小伙伴肯定了解古时候的车轮外面并没有橡胶,车辆行驶在凹凸不平的路面其实在车里面的人是感到非常颠簸的,而且34在整个19世纪中期前,它的外观和形状基本上没有太大改变,轮胎的发展进度很慢。
1493-1496年哥伦布第二次探索新大陆时发现了小孩手里玩的橡胶硬块,并把这种奇妙的东西带回国,若干年后,橡胶被广泛的应用到车轮上。但那时橡胶车轮是实心的,行驶起来比木制或铁轮好,但还是很不舒服,而且噪声很大。
1845年12月10日第一条充气轮胎诞生于英国,它的发明者为苏格兰的土木技师R.w.汤姆。而充气轮胎真正开始大范围应用到汽车上却是在40年后的1885年,彼时,卡尔.奔驰发明了第一台汽油动力车,也就是著名的奔驰一号。1888年,英格兰人约翰.博伊德.邓禄普为改善10岁儿子三轮自行车的舒适度,将被遗忘的充气轮胎重新带回到大众视野中。
20世纪汽车取得了飞速发展,轮胎也经历了几次变革,从采用帆布结构到斜交轮胎、再到子午线轮胎,后来又发明了可更换的汽车轮胎和轮毂等等,极大的方面了车辆的行驶,也促进了车轮行业的蓬勃发展。
在科技高速发展,机器人事业日趋蓬勃的今天,人们对于移动平台上车轮的要求再也不仅仅停留在向前移动、舒适度以及抓地力这些单纯的功能上了。为了适应不同任务需求,车轮作为一种黑科技,走在炫富的道路上一发不可收拾了。
1.迈克纳姆轮
迈克纳姆轮绝对是车轮中设计感最强的,它的中心轮边缘分布有若干周边轮,周边轮轴与中心轮轴呈一定角度,小滚子的母线很特殊,当轮子绕着固定的轮心轴转动时,各个小滚子的包络线为圆柱面,所以该轮能够连续地向前滚动,同时,一部分中心轮转向力通过这些成角度的周边轮轴转化到与中心轮轴呈一定角度的方向上。所以迈克纳姆轮通过对机械结构的完美呈现实现了全方位移动。
麦克纳姆轮结构紧凑,运动灵活,由4个这种新型轮子进行组合,可以更灵活方便的实现全方位移动功能。各个中心轮间呈不同角度,各周边轮的分力最终合成在任意要求的方向上,产生一个合力矢量,从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由地移动,而不改变机轮自身的方向。基于麦克纳姆轮技术的全方位运动设备可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式。在此基础上研制的全方位叉车及全方位运输平台,非常适合转运空间有限、作业通道狭窄的舰船、宇宙飞船、空间站、仓库等紧凑环境,在提高空间利用率、作业效率以及降低人力成本方面具有明显的效果。
2.球形轮胎
相比于其他所有车轮,球形轮胎就是绝对的高副帅。对于球形轮胎想必一些人并不陌生,因为在电影机械公敌中,男主人公就是驾驶着这样一辆具有球形轮胎的自动驾驶汽车炫富的。而近期,这款球形轮胎并不仅仅只是概念轮胎了,因为美国的一家轮胎厂商已经将它制造出来了。
据厂商介绍,这款球形轮胎是利用磁悬浮技术进行驱动的,四个车轮都能轻松转向,360度无死角。有了这样的全向轮胎,我们在行驶车辆时避障、侧位停车以及制动都将是另外一种体验。此外,这款轮胎还模仿的珊瑚的形状,在干燥路面上轮胎会自动变硬,减少摩擦。在有积水的路面上轮胎会变软一些,增加摩擦,减少打滑让雨雪天气行驶更加安全。
3.蜂窝仿生轮胎
这款蜂巢仿生轮胎由美国国防部资助,由威斯康辛州麦迪逊的聚合物研究中心推出,主要在美国军车上使用,资助金额高达2100万美元。它无需充气,将原来充气的部分用蜂巢结构的胎体代替,其实心外胎由橡胶制作,通过「过盈配合」紧箍在蜂窝胎体外围;而蜂窝胎体包括外圆环、内圆环以及设于外圆环与内圆环之间的蜂窝柱状结构,这种蜂窝柱状结构的截面为六边形形状,拥有极高的坚固度同时,可让重量均匀分布以实现平滑行驶。轮胎不需充气,也就不存在漏气问题,进而可以挽救很多士兵生命,按设计要求,轮胎可抵御临时爆炸装置袭击,并在遇袭后以80里时速行驶。
车轮并不是机器人设计中必不可少的元素,但车轮的选择和车轮的发展却是移动平台设计中至关重要的一步。人们对移动平台的要求不断更新也加速了车轮的发展,将来某一天这些车轮就像我们平时见到的汽车轮胎一样遍布在我们的视野范围内,这便是科技的魅力。
联系客服