主被动结合式月球车悬架设计.pdf

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1、第5期机械设计与制造2011年5月MachineryDesign＆Manufacture15文章编号：1001-3997（2011）05-0015-03主被动结合式月球车悬架设计*1，2222苏波江磊杨树岭卢国轩12（华中科技大学，武汉430074）（中国北方车辆研究所，北京100072）Designoflunarroverwithcombinationofactive/passivesuspension1，2222SUBo，JIANGLei，YANGShu-ling，LUGuo-xuan1（HuazhongUniversityofScienceandTe

2、chnology，Wuhan430074，China）2（NorthVehicleResaerchInstituteofChina，Beijing100072，China）【摘要】月球车采用遥操作或半自主的移动方式，这种方式潜在的问题是对于周围环境信息收集十分有限，从而使月球车面临若干因地形起伏不平而隐蔽的不可通过障碍物，造成重心失稳，并导致倾覆，进而使其面临危险。如何提高地形适应能力是月球车移动系统设计考虑的首要问题，通过对自主研制的FDTM型月球车

3、行走系统的优化设计，提出一种新型主被动结合的月球车悬架方案，方案采用空间三点支撑结构，通过两个支撑点动态调节即可实现三自由度姿态调整，使月球车在未知环境下的行驶稳定性和抗倾覆性显著提高。关键词：月球车；行驶稳定性；铰接式悬架；平衡悬架【Abstract】Lunarroverisusuallymovedbyremoteorsemi-autonomousway，whichpotentialprob－lemsisitslimitforcollectiinginformationsurroundingenvironment.Sincet

4、heroverisfacingmanyobsta－cles，whichcouldnotbefoundfortheirterrain.Asthecenterofgravitydeviationoccurs,lunarroverwillbezerogravity，whichmayleadtooverturningofthelunarrover.Therefore，themainproblemwehavetocon－sidershouldbehowtoenhanceitsabilitytoadapttotheterrain.Byoptimiz

5、ingdesignforFTDMmodetravelsystem，anewcombinationofactiveandpassivesuspensionofthelunarroverisdeveloped，inwhichspatialthree-pointsuspensionsupportstructureisproposed，byadjustingtwoofthesupportpointsdynamicallytoachievethreedegreesoffreedom.Thusthetravelstabilityandanti-over

6、turningstabilityisimprovedsignifi－cantlyunderunknownenvironment.Keywords：Lunarrover；Travelstability；Articulatedsuspension；Compensatingaxlesuspension中图分类号：TH16文献标识码：A1引言（1）被动铰接式悬架；（2）主动悬架；（3）主被动结合的复合悬架。月球表面的障碍物主要是随机分布大小不同的岩石和撞击坑，障碍物表

7、层覆盖着颜色单一的月壤。由于月球车基于遥操作及半自主的移动操纵方式，潜在的问题是对于周围环境信息收集（A1）平路连接沟壑（B1）凹陷连接凸起（C1）上坡连接小陨石坑（D1）小上坡连接平地凸起有限，故而月球车在实际探测过程中将面临若干因地形起伏不平而隐蔽的不可通过的障碍物，如图1所示，突出部位越陡峭，障碍（A2）凸起障碍连接沟壑（B2）凸陷连接凹陷（C2）上坡连接大陨石坑（D2）连续上坡连接平地凸起隐蔽越好，危险性就越大。前苏联的Lunakhod-1月球车在其最后一次任务中正是遇（A3）平地连接垂直下陷（B3）小角度下陷连接平地（C3）上坡连接下坡陨石坑（D

8、3）上坡连接下坡凸起到了图1-C3）的障碍（一个直径为两米和倾角为