轮-步复合式火星车移动系统设计及分析

摘要：

为了解决轮式火星探测车在松软地面上的通过性受到轮-地作用机制限制的问题,提出一种具备轮-步复合移动能力的四轮火星探测车构型.基于地面力学数值计算方法对制动轮附着力和驱动轮牵引力进行了比较,明确了该车的地面力学机理.提出一种双摆杆式步行机构,确定了移动系统结构.利用带传动关联双摆杆步行机构的两个回转运动,使其比独立驱动具有更好的负载特性和功率特性.使用行星轮系和制动器实现轮行、步行、轮-步复合、制动四种运行状态,依托行星轮系实现轮-步匹配,使得轮-步复合移动的控制大幅简化.针对坡面行驶工况和坡面步行工况进行负载分析,给出了步行传动和车轮驱动传动的传动比计算方法和减速器布置,完成了轮-步复合移动机构设计和制造.分析了典型步态,并通过仿真方法对各步态下关节负载变化规律进行了分析.研究旨在拓展火星车研究理论和方法,为我国火星探测任务提供移动系统研制建议.

关键词：机械设计原理与方法、火星车移动系统、轮-步复合移动方式、高通过性悬架

所属期刊栏目：55

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金委创新研究群体51521003;国家自然科学基金51405109;“111”创新引智计划B07018;机器人技术与系统国家重点实验室自主课题SKLR2016B

在线出版日期：2019-03-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：1-16