新型四轮腿式月球车轮腿结构设计及分析

控制系统

第32卷　第5期2008年10月

武汉理工大学学报(交通科学与工程版)

JournalofWuhanUniversityofTechnology

(TransportationScience&Engineering)

Vol.32　No.5Oct.2008

新型四轮腿式月球车轮腿结构设计及分析3

尚伟燕1)　李舜酩1)　邱法聚2)　辛江慧1)

(南京航空航天大学能源与动力学院1)　南京　210016)

(武汉理工大学物流工程学院2))

摘要:为提高月球车的越障性能,,.提,方案,.,腿结构通过悬架与车身弹性相连,,稳定性及月.:月球车;轮腿机构;越障能力;姿态设定;仿真分析中图法分类号:TP242.3;V476.3

　　对于移动式月球表面探测车或机器人,一般要求其对复杂月面形状要有良好的适应性和通过性,并具有稳定的行驶能力.月球车移动系统主要有以下几种分类:轮式、腿式、履带式和轮腿式等[124].轮腿式混合结构月球车综合了轮式和腿式步行探测车的优点,有很强的地貌适应能力.轮腿式结构可根据月面形状变化灵活调整车体姿态,从而提高月球车越障性能及系统稳定性[5].本文从这一角度出发,设计出了可自动调节车体姿态的轮腿结构,并根据月面形状的变化合理设定了典型月面下各轮腿的姿态.

运动,需要通过附加一些杆组形成复合轮腿结构,

这些复合结构增加了轮腿结构的复杂性.

全部为转动副的五杆机构和含1个移动副的五杆机构均难以保证轮子实现要求的推进和抬升运动,因此不予考虑.现对含2个移动副的五杆机构进行分析,在运动链中用G表示机架,用B表示执行件,在表示滑动作动筒的II级组的2连杆上分别标注上字母S.在安排了机架和滑动作动筒后,含2个移动副的五杆机构运动链的非同构形式的结构只有3种图谱形式,取不同的构件为执行件,通过综合,添加约束条件:执行件不能与滑动作动筒、机架重合.其非同构形式,如图1所示

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1　轮腿结构设计与分析

月球车轮腿结构设计需满足以下要求:轮腿

结构简单,可以灵活实现抬升和推进运动从而改善车体姿态,提高月球车越障性能;月球车行进过程中,运动平稳可靠.

根据以上设计要求,从平面四杆机构入手进行分析.在埃万斯机构及其各种衍化形式中,合理设计各构件尺寸,执行构件末端有一段直线性相当好,但却难于同时实现轮腿的推进和抬升2种

　　　　收稿日期:2008206216

　　　　尚伟燕:女,30岁,博士生,主要研究领域为特种车辆　　　3江苏省自然科学基金项目资助(批准号:BK2007197)

图1　可行性运动链图

用一般化过程,由可行性运动链反推分别得