资源描述：
《六轮月球车移动机构分析与综合.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、国防科技大学学报第31卷第1期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.31No.12009文章编号:1001-2486(2009)01-0109-05X六轮月球车移动机构分析与综合罗自荣,尚建忠,张志雄(国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073)摘要:针对六轮月球车,对国内外空间探测机器人的移动机构的构型进行分析和综合,通过构型创新、构型组合等手段提出了125种新型六轮移动机构。进一步利用虚拟样机软件ADAMS1210和控制仿真软件Matlab615平台,从方案创新、方
2、案组装、方案优化三个层次对月球车机械系统和控制系统进行综合评价与优化,得到优化方案及其优化参数。选择了一种方案进行了分析和参数优化,并试制了物理样机,取得较好效果。关键词:月球车;移动性;机构综合;优化设计中图分类号:TP24文献标识码:AAnalysisandCompositionofLunarRoverLocomotionMechanismLUOZi2rong,SHANGJian2zhong,ZHANGZhi2xiong(CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation,NationalUniv.
3、ofDefenseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Underthebackgroundofcreativeresearchofsixwheeledlunarexplorationrobot,andbasedontheanalysesofthelocomotionmechanismsofforeignspaceexploringrobots,onehundredandtwentyfivekindsofcreativeschemesareproposedbymechanismcreationand
4、composition.ADAMS12.0andMatlab6.5areusedtoevaluateandoptimizethemechanicalandcontrolsystemoflunarexplorationroveratthelevelsofschemecreation,schemecompositionandschemeoptimum.Severaloptimizedschemesandtheirparametersareobtained.Finally,anoptimizedschemeischosentoproduceaphy
5、sicallunarroverwithgoodperformance.Keywords:lunarrover;mobility;mechanismsynthesis;optimumdesign轮式机器人移动机构具有高速高效的性能,在相对平坦的地形中具有相当的优势,同时可以通过选择合适的悬架系统来适应凹凸不平的地形,目前已经成功地用于行星探测,如1997年的/索杰纳0,2003年的/勇气号0和/机遇号0。空间探测轮式机器人按车轮的数量可以分为四轮、五轮、六轮和多轮等类型。四轮机器人具有代表[1]性的是美国卡内基梅隆大学开发的Nomad机器人,五
6、轮机器人具有代表性的是由日本航宇中心(ISAS)和梅基大学等研制开发的Micro5,六轮机器人具有代表性的是美国喷气推进实验室设计的MFEX[2](MicroroverFlightExperiment)小型漫游车(Rocky系列是从MFEX演化而来的新型火星漫游车)、FIDO[3]和前苏联MARSOKHOD火星探测车等,多轮机器人具有代表性的是前苏联的LUNOKHOD八轮月球探[4][5][6][7-8]测车。国内哈尔滨工业大学、上海交通大学和国防科技大学等十几家单位参与了月球车的研究工作,提出了一些具有创新性的月球车移动机构,但总体上处于初
7、步研究阶段。本文以六轮月球车为研究对象,通过对国内外轮式空间探测机器人的移动机构进行分析和综合,采用构型创新、构型组合等手段提出多种新型移动机构。1六轮月球车移动机构分析综合国内外研究,轮式月球车移动机构实际上可视为由轮系、悬架、车体通过运动学、动力学约束联X收稿日期:2008-08-30基金项目:国家自然科学基金重点项目(602346030)作者简介:罗自荣(1974)),男,讲师,博士生。110国防科技大学学报2009年第1期系起来的多体系统。采用模块化设计思想,将月球车划分为轮系、悬架和车体三大模块。111轮系轮系的主要构型有普通轮系(
8、w1)、外行星轮系(w2)、履带轮系(w3)和内行星轮系(w4),如图1所示。美国/火星车0(Rocky系列机器人)采用的轮系即为普通轮系,哈尔滨工业大学研制的一款
