题目：轮式多栖车用滑靴机理与性能研究

 

国家 863 计划“可变直径轮多栖移动平台” (2007AA11Z244)提出一种新型的可变直径轮多栖移动平台。针对该移动平台在深松软地面和沼泽、滩涂等地域的地面通过性问题，本文提出并研究开发一种可用于轮式车辆的可穿戴式滑靴装置，实现了多栖移动平台既可在公路上高速行走，还具有多种复杂地面，包括沼泽、滩涂湿地上行驶的高通过性能，扩大了人类的活动范围，在军事、科学、农业和工程领域具有重要理论意义和应用价值。

为解决复杂地面环境中的车辆通过性问题，本文提出并设计一种可穿戴式滑靴装置，主要由滑橇和滑靴固定装置组成。滑靴固定装置的机理是柔顺夹紧机构。本文依据夹紧机构的运动特征，建立机构构态运动方程。此外，以夹紧机构柔顺性为基础，推导柔顺特征数学模型。应用Matlab遗传算法工具箱，优化设计滑靴固定装置的骨架结构，并加工制造兼顾安装方便、自锁防脱和轮胎保护等问题。

在研制可穿戴式滑靴过程中，随着对问题不断的深入理解，注意机耕船、雪地摩托车等一类行走机构的构型特征，明确提出“沉浮结合式行走装置”的概念，并申请国家自然科学基金《深松软地面沉浮结合式行走机构和系统的原理及实现方法研究》(51275019)。

论文采用有限元方法，对浮式行走装置的承载特性和所受土壤阻力进行定性的分析。得出结论：在同样面积下，滑橇的长宽比越接近1，土壤的沉陷量越小；行驶阻力会随着滑橇的长宽尺寸差距加大而变小。研究结论对滑橇的设计具有理论指导作用。滑橇在转向时一般不能够为转向提供足够的转向侧向力，论文提出并研究了在滑橇底部设计转向筋增加转向侧向力的作用原理及参数的确定方法。

根据论文的研究结果设计出了可穿戴式滑靴装置，并随可变直径轮多栖移动平台进行了实车的实验。在草地和湿滑地面上进行了测试，试验结果证明可穿戴式滑靴可牢固地锁定在轮胎上并对轮胎没有破坏作用，滑橇在行驶中承担了一半以上车辆的载荷并具有较小的行驶阻力，呈现明显良好的效果。