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适用于月球车的可伸缩叶片复式步行轮的研究

作　者: 陈泽宇
导　师: 储江伟
学　校: 吉林大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 月球车车辆地面力学步行轮通过性松软地面
分类号: P184.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 278次
引　用: 3次
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内容摘要

月球车是月球探测工程的最重要的组成部分之一,也是完成月球探测任务所不可缺少的重要媒介。随着近年来探月工程又掀高潮,“月球车”已经成为国内外行星探测机构研究的一个热点。行走机构的设计具有重要意义,其成功与否将直接影响到月球车执行任务的成败。面对月球表面的松软环境,传统车轮常常会因为下陷打滑严重而通过困难,甚至无法作业;而近来,新发展的步行机机构普遍存在着平顺性差、结构复杂、控制困难和造价昂贵等许多问题。在前人研究的基础上,综合传统车轮和步行机构的优点,智能车辆课题组提出了“可伸缩叶片复式步行轮”的设计原理,结构设计方案,并在此基础上加工出了实验样轮,通过样轮的土槽实验,进一步验证设计思想的正确性。本文主要通过车辆-地面力学理论,建立车轮和月壤相互作用的力学模型,对车轮的牵引通过性进行预测,得出挂钩牵引力随滑转率变化的曲线,并分析挂钩牵引力的影响因素。另外,根据被动土压力理论,结合月壤物理参数,计算了叶片可能产生的最大挂钩牵引力,并分析了多个叶片同时作用时的车轮牵引力模型,分析表明,“可伸缩叶片复式步行轮”能够使车辆在月表松软地面运行时具有较高的通过性。

全文目录

提要  4-7
第一章绪论  7-14
  1.1 引言  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-12
  1.3 论文研究内容及意义  12-14
    1.3.1 本论文的研究意义  12
    1.3.2 论文的研究对象  12-13
    1.3.3 本论文的研究内容  13-14
第二章可伸缩叶片复式步行轮原理论述与机械设计  14-23
  2.1 基本原理论述  14-16
  2.2 可伸缩叶片复式步行轮机械结构设计  16-18
  2.3 样轮实验  18-22
    2.3.1 在不同松软程度沙土中的行驶试验  19-20
    2.3.2 爬坡试验  20-21
    2.3.3 越障试验  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章基于 Bekker 剪切理论的可伸缩叶片复式步行轮通过性分析  23-48
  3.1 车轮与地面间的相互作用——“车辆-地面力学”  23-33
    3.1.1 车辆-地面力学概述  23
    3.1.2 车辆-地面力学理论研究  23-27
    3.1.3 松软路面下车辆通过性及其评价  27-32
    3.1.4 圆锥指数法概述  32-33
  3.2 可伸缩叶片复式步行轮-地面受力分析  33-39
    3.2.1 车轮在松软土壤条件下受力分析  33-34
    3.2.2 叶片与土壤相互作用力学模型  34-36
    3.2.3 可伸缩叶片复式步行轮与地面相互作用力学模型  36-39
  3.3 挂钩牵引力的计算与分析  39-47
    3.3.1 可伸缩叶片复式步行轮挂钩牵引力的计算  39-46
    3.3.2 挂钩牵引力影响因素的分析  46-47
  3.4 本章小结  47-48
第四章运用被动土压力理论预测可伸缩叶片步行轮的牵引力  48-66
  4.1 极限平衡理论及土压力的分类与计算  48-53
    4.1.1 极限平衡理论  48-50
    4.1.2 土压力的分类与计算  50-53
  4.2 运用被动土压力理论分析可伸缩叶片复式步行轮  53-57
    4.2.1 叶片与土壤相互作用的被动土压力  53-57
    4.2.2 叶片侧面剪切力的分析  57
    4.2.3 整个车轮的牵引力分析  57
  4.3 多个叶片同时入土作用时车轮牵引力的分析  57-59
  4.4 车轮牵引力的计算与分析  59-65
    4.4.1 叶片被动土压力的计算  59-63
    4.4.2 侧面剪切力的计算  63-64
    4.4.3 整个车轮挂钩牵引力计算与分析  64-65
  4.5 本章小结  65-66
第五章全文总结与展望  66-68
参考文献  68-72
摘要  72-74
Abstract  74-76
致谢  76-77
导师及作者简介  77-78

适用于月球车的可伸缩叶片复式步行轮的研究

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