月球探测车车轮数目的选取.pdf

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1、Vo1．42NO．5第42卷第5期吉林大学学报(_T-学版)JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnoiogyEdition)Sept．2O122012年9月月球探测车车轮数目的选取杨飞，邓宗全，陶建国，刘吉成。(1．哈尔滨_T-业大学机电_T-程学院机器人技术与系统国家重点实验室，哈尔滨150080，2．上海大学机电工程与自动化学院，上海200444)摘要：为合理确定月球探测车车轮数目，借助地面力e-的相关知识，考虑到车轮行驶时的沙土回弹沉陷量，建立了车轮前进与转弯时的轮地接触模型，进而推导了单个车轮的前进总阻力矩、转弯总阻

2、力矩以及驱动力矩计算表达式。在一定范围轮宽与轮径条件下，得到了单轮驱动力矩、前进阻力矩和转向阻力矩与沉陷量之间的关系曲线。通过分析找到使车轮驱动效率较大的沉陷量区间。以此为基础，给出了合理选择车轮数目的操作流程图，并比较了不同轮数探测车的优缺点，可为全面合理确定车轮数提供参考。关键词：车辆工程；月球探测车；车轮数目；驱动力矩；阻力矩；沉陷量中图分类号：U461．1文献标志码：A文章编号：1671—5497(2012)05—1113—07RationalwheelnumberforlunarroverYANGFei。DENGZong—quan，TAOJian—guo，LIUj

3、i—cheng(1．St口tKeyLaboratoryofRobotTechnologyandSystem，SchoolofMechtrionicsEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150080，China；2．SchoolofMechatronicsEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200444，China)Abstract：Inordertodecidetherationalwheelnumberofthelunarrover，awheel—s

4、oilcontactmodelforthewheelatmovingforwardandturningwasbuiltbasedonthetheoryofterrainmechanicsandtheconsiderationofthesandspringbacksinkage．Thecalculationexpressionsfortotalresistancetorquesofthesinglewheelatmovingforwardandturningwerederived．Therelationshipcurvesofthedrivingtorque，theresis

5、tancetorqueatmovingforwardandtheresistancetorqueatturningversussinkageweteachievedunderacertainrangeofwheelwidthandradius．Thesinkageintervaltomakethewheelhavehighdrivingefficiencywasfoundbyanalysis．Basedontheseresults，theflowchartforchoosingwheelnumberrationallywasproposed，andtheadvantages

6、anddisadvantagesoftheroverswithdifferentnumberofwheelswerecomparedtoprovideareferenceforthecomprehensiveandrationalwhee1numberchoosing．Keywords：vehicleengineering；lunarrover；wheelnumber；drivetorque；resistancetorque；sinkage收稿日期：2011—07—08．基金项目：“863”国家高技术研究发展计划项目(2008AA04Z202)；国家自然科学基金项目(510

7、75079，61005073)．作者简介：杨飞(1985一)，男，博士研究生．研究方向：探测车移动机构．E-mail：yf2003420@163．com通信作者：陶建国(1964一)，男，教授，博士生导师．研究方向：特种机器人技术，宇航空间机构及控制．E-mail：jgtao@hit．edu．cn·1114·吉林大学学报(工学版)第42卷月球探测车是对月球表面进行实地勘探的重要工具，是搭载各种科学仪器的平台口]。车轮作为探测车和月球表面直接接触的部件，具有均匀化车体重量，产生牵引力的作用，其设计的好坏将会影响探测车