设备线 · 2026-10-14 · v0.31 只读核查 / v0.32 需求重定草案

兼容充气轮胎,但胎压上限不能由机架轮载直接换算

先把 0.5 MPa 作为充气轮胎的选型目标,把 50—100 N 保留为首版轮载目标。实际允许胎压须由匹配的轮胎、轮辋和气门组件及使用条件确认。

固定轮载时,提高胎压会改变轮胎刚度和接触面积,不会按“胎压 × 轮胎外形面积”增加机架的下压力。本轮没有选定充气轮胎,也没有发布可实际使用的最高胎压。

现有图纸和设计资料到哪一步

已有总装与检修 STEP、轮轴/轴承盒/电机板/承板/共同支承等零件参考模型与 SVG,部分名义二维 DXF;另有材料、紧固、装配、控制、接线、BOM 和校验资料。全套交流文件见 v0.31 厂家交流包,v0.31 总装查看页,制造图待办清单。

还需补齐整体焊接制造细图、准确传感器安装面/孔图、真实轮胎轮辋接口、冷态配合与器件额定条件。现有资料可用于厂家详细设计讨论;换充气轮后,相关接口图要重新出。

当前参考总装外包络为 750 × 900 × 957 mm(X/Y/Z),不是新设计冻结尺寸。900 mm 是底脚外包络,不是有效测量宽度;会议中用户随口提到的设备尺寸作废。

三个量分别控制什么

量含义控制依据
胎压 pt,MPa轮胎内部表压轮胎+轮辋匹配、气门组件,以及温度/转速条件
轮载 N,N轮子向试样施加的法向力机架、反力、加载控制与测力链
平均接触压强 p̄,MPaN / 实际接触面积 A实测轮印,含轮胎变形和冰雪下陷影响

例如 100 N 轮载要得到平均 0.5 MPa,需要面积 200 mm²(2 cm²);平均 1 MPa 则需 100 mm²(1 cm²)。这不是把胎压设成同一个数值就能实现,轮印必须实测。对雪面还需明确面积与下陷的测定方法。

现有结构的静态稳定性参考核算

读取 v0.31 的 578 个正常总装零件,模型质量 100.15 kg,重心 X=74.7、Y=0.1 mm;实机未称重。四脚中心为 (±300, ±375) mm。本表取轮组居中、接触高度 100 mm、纵向摩擦力 Fx=N,四脚等竖向刚度;1.5 倍力余量是本轮比较假设。

轮载 NFx,N四脚剩余承重,N脚底 μ 需求(1.5倍)纵向恢复/倾覆力矩比
5050932.10.08041.3
100100882.10.17019.1
150150832.10.27011.8

100 N 行:四脚总法向力 882.1 N,最小单脚反力约 151.0 N;支承合力中心 X=94.5 mm,位于 ±300 mm 脚中心以内。该条件下,脚底滑移更值得先验证;需要实测低温脚垫/金属地面组合能否达到 μ≈0.17。

另扫描首版 N=50/100 N、Fx=±100 N、手动 Y=−150/0/150 mm、Z=−15/0/85 mm 共 36 个参考姿态;四脚等刚度模型最小单脚反力 74.5 N,最小纵向恢复/倾覆比 10.3。这些仅覆盖静态姿态;新轮组质量/轴高、实机脚底摩擦和加载瞬态需重新代入。150 N 仍为扩展,现有主测力传感器组合力矩范围也未闭合。

R = Mg − N;μ需求 = 1.5 |Fx| / R;x支承合力 = (Mg·x重心 + h·Fx) / R。不能用当前模型 100 kg 的结果证明今后更轻机器同样稳定。

公开小气胎参数说明了什么

原厂实例原厂尺寸栏原厂 PSI 栏换算本项目状态
K6716x1-1/4 / 150x3036 psi ≈ 0.248 MPa未选为本机试验轮
K9098x2 / 200x5050 psi ≈ 0.345 MPa未选为本机试验轮

原厂页面仅给出这些标注,不能把任意小气胎按 0.5 MPa 使用;表中产品也没有给本项目的 −30℃与 60 km/h 完整轮组适用证明。轮胎尺寸标签不是本机装配用的实测外包络。0.5 MPa≈5 bar≈72.5 psi,须专门筛选满足该目标的匹配轮组。

胎压定义为试验温度下记录的实测表压。恒定容积理想气体举例:20℃的 0.5 MPa 到 −30℃约变为 0.397 MPa;反过来,−30℃为 0.5 MPa,回到20℃约为 0.624 MPa。实际轮胎体积与冷态额定值未知,这个计算只用于安排测压与温度条件,不能用作充气操作值。

尺寸重新确定的顺序

  1. 以 0.5 MPa 为选型目标,先核轮胎+轮辋匹配及冷态/转速范围,取得真实外径、胎宽、轮毂和轴孔。
  2. 先改轮组局部:现有 Ø125×25 实心轮位置附近有共同支承梁、轴承盒和电机;更大气胎不能直接替换,见 STEP 局部包络筛查。
  3. 把地面零点和 50/80 mm 雪层表面重新纳入 Z 高度。当前 Ø125 轮在 Z=0 时底点为100 mm、参考几何位移−15…85 mm;不能把该显示范围当成已确认执行器可用行程。
  4. 代入新轮组质量与重心,复算脚距、所需底座质量和防滑条件,再定整机长宽高;不为满足随口提到的90 cm而扩大机架。

60 km/h 仍是胎面线速度争取目标。尺寸变大虽降低转速,却增大同一 Fx 下的轮轴转矩:

轮子参考包络,mm60 km/h 转速,rpmFx=100 N 的轮轴转矩,Nm
Ø125 × 2525466.25
Ø150 × 3021227.50
Ø165 × 4519298.25
Ø200 × 50159210.00

所有尺寸下理想摩擦功率都约1.67 kW;尚未加轴承/传动损失、加速和冷态降额。现有1:1传动、9.8 Nm 电机额定参考下,Ø200 轮的10 Nm已略超这一额定转矩,需重算传动比或驱动。上述表不是高速运行资格。

本轮结论与下一项工作

不从机架反推出最高胎压。先按兼容充气轮、0.5 MPa 选型目标、50—100 N 首版轮载推进;新轮组尺寸确定后,再修轮架和总装尺寸。

下一项具体工作是匹配轮胎/轮辋接口与局部布局,随后进行样机静止加载、轮印和低速摩擦验证;60 km/h 分阶段提升。原地旋转且试样固定,输出局部滑动抗力及其时间变化,无法据此宣称已经获得真实跑道自由滚动/制动滑移率曲线。

完整输入、算例与假设 JSON · 可复算脚本 · 局部包络结果