智能汽车设计结构对比

节能车模主要的结构有滚筒式和履带式两种。

(1)滚筒式结构设计

滚筒式设计结构如图10.1所示。滚筒的质量和转动惯量对车身俯仰控制与转向控制联系密切,所以滚筒要尽可能的轻量化,同时还需要满足车模运行时滚筒变形量小的条件。轻量化与强度之间是相互矛盾的,做到质量很轻的同时强度又满足需求,是滚筒的设计目标。为实现这一目标,可以使用强度比传统树脂更高、密度更小的高性能尼龙作为3D打印材料,加工精度也要有保证。

图10.1　北京工业大学滚筒式设计结构

在结构上,设计思路是3D打印件只作为骨架提供支撑,由PVC膜覆盖在3D打印件的骨架上制作流筒,同时在两侧开槽将“轮胎”嵌入,这样就能保证筒的50%部分被遮盖,同时,“轮胎”部分凸起不超过2 mm。通过软件SolidWorks建模,能够提前知道滚筒的预估质量与转动惯量,通过SimulationXpress将模型加上滚筒运行时的载荷,模拟出形变与各点应力,来确保强度符合要求。如图10.2所示为受力仿真分析图。

(2)履带式结构设计(www.xing528.com)

履带式结构式设计如图10.3所示。履带式相对滚筒式结构设计更加简单,稳定性也更强。节能车模最主要特征就是节约能量,所以关键就是质量要轻。采用ABS材料通过3D打印制作车模零部件,然后使用碳杆连接起来,节省了很多不必要的连接件,减轻了质量,同时也保证了底盘足够牢固。

图10.2　受力仿真分析图

图10.3　太原工业大学履带式结构设计