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《流浪地球》运载车的操纵采用"方向球"是基于哪些考虑?

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发表于 2019-2-17 21:42:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

《流浪地球》可以说是这个春节假期最大的黑马了,也引发了很多科技话题。据说,不管是服装、道具还是布景,《流浪地球》10000件道具中没有一件是可以随便从市场上买来的。


剧组画了3000张概念设计图,这其中包括行星发动机、地下城、运载车等所有场景的细节构思。

运载车怎么设计的?


随后根据概念设计图,他们又画了8000张分镜头画稿。

运载车驾驶舱手绘初稿

运载车驾驶舱渲染稿

装载矿车和运兵车早期选型方案

大型运载车早期概念图

运载车早期方案

为了适应未来世界的生存,影片设计了用于地表运输的运载车,吴孟达说:“这个运载车我都没见过,完全想不到。”


从图上我们可以看出,该车采用偏置驾驶室,前保险杠带自救绞盘,前方带车梯,驾驶室左侧是发动机。


运载车内部视图

10x10运兵车

10x10运兵车

运兵车内景图

运兵车顶左右两座四联装导弹发射器、中间一挺机枪的后置遥控武器站,很明显是借鉴了美军的LAV-AD防空车。但是双胎的设计在现实中非常少见,单胎足以满足要求。

▲美国LAV-25轮式装甲战车

《流浪地球》运兵车可以看做将BTR-80拉高放大,特别是典型的侧开门特征,另外车轮分为前后两组的设计也符合BTR系列的基本特征。


地球联合政府军队的8×8装甲车可以看做“美俄混血”风。


汽车方向球是什么?


电影开篇的播报中逻辑自洽,有字幕提示"汽车方向球技术极大的减轻了驾驶重型车辆的身体负担,可以让更大年龄区间的驾驶员承担驾驶运载车的任务",能够看出主要是因为重型车辆的转向所需人工操纵力矩大,而方向球能减轻操纵力度。




从观影效果来说,此前的科幻片中出现过球状机构控制运载工具的先例,方向球增加了运载车的科技感,看起来显得高大上。


重点想从“技术设定”层面来谈一下想法,采用方向球操纵车辆,推测基于如下考虑:


1.运载车的转向系统应该是电传动或线控技术,方向球与转向轮之间并非机械直接,从而使得操纵省力;左右驾驶位各有主副两个方向球,增加了系统的安全冗余。


2.方向球类似鼠标轨迹球或手柄的集中操纵单元,球心大致定义了车辆运动中心,摆动方向球的位置相当于给出了驾驶方向意图,从而可比较轻便地实现一些恶劣路况下的大幅度转向。


3.运载车采用了全轮驱动(轮毂电机)和全轮转向技术,可配合方向球的操控,从而实现车辆360度原地转向甚至车辆横移等更多转向操作。



运载车内部布局及方向球操纵示意图



(参见德国EFT矿车公司曾发明具有20个车轮可原地转向的电传动概念矿用车:德国发明360度随意转弯卡车,20个轮子能自动卸货,中国何时引进)





运载车转向的功能得到加强,但这种“方向球”由于本身各向的自由度多,加上车身随着路面起伏颠簸,稳定把控的难度反而大,上手也会慢,影片中提及要"正儿八经学五年才能上路"...! 总之不太符合人体工程学,是否有更好的HMI方式?


btw:运载车为何在50年之后还没有实现完全自动驾驶呢?

按影片场景设置,地面处于海啸之后冰冻期,地动山崩时有发生,状况复杂多变,搞自动驾驶需要投入成本和难度过大,地表温度-80℃,对芯片也是极大的考验;为了地球流浪,1.5万台发动机需要经常维护,人类并没有过多的资源。地球一半白昼一半全黑,行星发动机喷射的太空区域不能运行人造卫星,高精度地图和定位系统失效;卫星通讯只有一个领航员系统,一旦发生紧急情况, 空间站需要协调与地球通讯和工程计算。方向球若是基于线控转向技术的操控,可以算是一定程度上的"智能驾驶"了。


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