Het driehoekige rupsonderstel, met zijn unieke driepuntsondersteuning en rupsbewegingsmethode, kent uitgebreide toepassingen in de machinebouw. Het is met name geschikt voor complexe terreinen, zware belastingen of situaties met hoge stabiliteitseisen. Hieronder volgt een analyse van de specifieke toepassingen en voordelen ervan in verschillende machines:
1. Speciale voertuigen en bouwmachines
Toepassingsscenario's:
- Sneeuw- en moerasvoertuigen:
Brede driehoekige rupsbanden verdelen de druk en voorkomen dat het voertuig wegzakt in zachte sneeuw of moerassen (zoals de Zweedse terreinwagen Bv206).
-Landbouwmachines:
Wordt gebruikt voor oogstmachines in boomgaarden op hellingen en voor voertuigen voor het bewerken van rijstvelden. Vermindert bodemverdichting en is geschikt voor modderig terrein.
-Mijnbouwmachines:
Scharnierende driehoekige rupschachten kunnen flexibel draaien in smalle mijntunnels en zijn in staat de zware last van ertstransportvoertuigen te dragen.
Voordelen:
- De gronddruk is laag (≤ 20 kPa), om beschadiging van het oppervlak te voorkomen.
- Er wordt gebruik gemaakt van een combinatie van een gelede carrosserie en driehoekige rupsbanden, geschikt voor ruw terrein.
2. Reddings- en noodrobots
Toepassingsscenario's:
- Zoek- en reddingsrobots voor aardbevingen en overstromingen:
Bijvoorbeeld de Japanse robot Active Scope Camera, die met behulp van driehoekige rupsbanden over puin klimt.
- Brandweerrobots:
Kan zich stabiel verplaatsen op explosielocaties of ingestorte gebouwen, uitgerust met waterkanonnen of sensoren.
Voordelen:
- De obstakelvrije hoogte kan 50% van de rupslengte bedragen (bijvoorbeeld bij het oversteken van trappen en kapotte muren).
- Explosieveilig ontwerp (rubberen rupsband + brandwerend materiaal).
3. Militaire en veiligheidsuitrusting
Toepassingsscenario's:
- Onbemande grondvoertuigen (UGV):
Een voorbeeld is de bommenopruimingsrobot "TALON" uit de Verenigde Staten, met driehoekige rupsbanden die zich kunnen aanpassen aan ruïnes op het slagveld en aan zanderige terreinen.
- Voertuigen van de grenspatrouille:
Voor langdurige patrouilles in bergachtige of woestijngebieden, om het risico op lekke banden te verkleinen.
Voordelen:
- Zeer goed verborgen (elektrische aandrijving + geluidsarme rupsbanden).
- Bestand tegen elektromagnetische interferentie, geschikt voor nucleair, biologisch en chemisch verontreinigde gebieden.
4. Pool- en ruimteonderzoek
Toepassingsscenario's:
- Polaire onderzoeksvoertuigen:
Brede rupsbanden zijn bedoeld voor het rijden op ijzige oppervlakken (zoals het sneeuwvoertuig op Antarctica).
- Maan-/Marsvoertuigen:
Experimentele ontwerpen (zoals de Tri-ATHLETE-robot van NASA) waarbij gebruik wordt gemaakt van driehoekige rupsbanden om met losse maangrond om te gaan.
Voordelen:
- Het materiaal behoudt een hoge stabiliteit in omgevingen met lage temperaturen (zoals siliconen sporen).
- Het kan zich aanpassen aan terreinen met extreem lage wrijvingscoëfficiënten.
5. Industriële en logistieke robots
Toepassingsscenario's:
- Zware materiaalbehandeling in fabrieken:
Bewegen over kabels en leidingen in chaotische werkplaatsen.
- Onderhoudsrobots voor kerncentrales:
Het uitvoeren van inspecties van apparatuur in stralingszones om wielslip te voorkomen.
Voordelen:
- Hoge precisie positionering (geen glijfouten van de sporen).
- Corrosiewerende rupsbanden (bijvoorbeeld polyurethaancoating).
6. Innovatieve toepassingsgevallen
- Modulaire robots:
De Zwitserse viervoeter ANYmal, bijvoorbeeld, kan met een driehoekige rupsband wisselen tussen wiel- en rupsbandmodus.
- Onderwaterverkenningsvoertuig:
De driehoekige rupsbanden zorgen voor voortstuwing in de zachte modder op de zeebodem, waardoor deze niet vast kan komen te zitten (zoals het hulpchassis van een ROV).
7. Technische uitdagingen en oplossingen
| Probleem | Tegenmaatregelen |
| Sporen slijten snel | Gebruik composietmaterialen (zoals Kevlar-vezelversterkt rubber) |
| Stuurenergiehet verbruik is hoog | Elektrohydraulische hybride aandrijving + energieterugwinningssysteem |
| Complexe terreinhoudingcontrole | Voeg IMU-sensoren + adaptief ophangingsalgoritme toe |
8. Toekomstige ontwikkelingsrichtingen:
- Lichtgewicht: frame van titaniumlegering + 3D-geprinte module.
- Intelligentie: AI-terreinherkenning + autonome aanpassing van de rupsbandspanning.
- Nieuwe energie-aanpassing: Waterstofbrandstofcel + elektrische rupsbandaandrijving.
Samenvatting
De kernwaarde van het trapeziumvormige rupsonderstel ligt in "stabiele mobiliteit". Het toepassingsgebied breidt zich uit van traditionele zware machines naar intelligente en gespecialiseerde toepassingen. Dankzij de vooruitgang in materiaalkunde en regeltechniek biedt het in de toekomst een groot potentieel in extreme omgevingen zoals diepe ruimteverkenning en stedelijke rampenbestrijding.