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终极机器传感(运动机构的结构设计-21)

  • 2022.05.06 10:57:25
  • 米思米
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  具有动态结构设计的终极机器,最具代表性的应该就是赛车中的F1赛车吧。称为最快机器的条件,不仅仅要看快速飞驰的性能,还包括如何让高速运行时的运行率超过其他F1赛车。最大限度地减少进站加油、更换轮胎和维护等消耗的时间,也有助于赢得比赛胜利。

   如下表所示,F1赛车结构设计要点中,有一些项目与LCA(低成本自动化)的设计有着共通之处。

具代表性的F1赛车结构设计要点

与具备活动能力的LCA结构设计的共性

采用强大而高效的引擎

选择紧凑高效的执行器

减轻车身重量以提高定量燃油的行驶里程(燃油效率)

重量轻、刚性高的驱动机构

旨在实现优越操控性的高刚性车身和转向机构

同上

受力点和重心位置的优化设计

同左

采用高耐久性的零部件/组件(轮胎、轴承等)

同左

利用传感系统进行全程监控,掌握整机状态(参见【照片1】)

用于实现安全性、故障安全/全面保护理念的传感器和控制

   这些结构设计要点与优秀的LCA结构设计有共同之处。

 【照片1】中可以看到,在与前轮胎相连的悬架(连杆机构)的连接部分上安装有压电元件传感器。在驾驶时,该传感器用于感测转向状况(振动、机械变形等),并在监测轮胎磨损程度的同时判断进站时间。可以看到,与这种压电传感器的接线类似的接线有一大把,可见F1赛车是在充分利用各种传感数据的情况下完成F1赛事。

终极机器传感(运动机构的结构设计-21)

 【照片2】是后轮侧的机构。同样采用了轻巧紧凑的连杆机构悬架。车身外壳采用复合石墨材料制成,以减轻重量。

终极机器传感(运动机构的结构设计-21)

 可以说,状态感知及其数据处理、基于采集数据的控制就是实现终极优质LCA的关键技术,极为重要。

 


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