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文檔簡介
1、當(dāng)前,我國的航天事業(yè)飛速發(fā)展,全國多個院校已經(jīng)設(shè)計出多款月球探測車。探測車整體是十分復(fù)雜的移動機器人,包括移動系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)通信系統(tǒng)等。其中移動系統(tǒng)是探測車最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的,是探測裝備的搭載平臺,其性能的優(yōu)劣、工作的穩(wěn)定性和可靠性將直接影響行星探測任務(wù)的成敗。在此背景之下,本文充分調(diào)研分析國內(nèi)外行星探測車的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀,決定設(shè)計一款微型行星探測車。
本文首先提出了一種微型六輪搖臂擺桿式行星探測車的設(shè)計方案?;谔綔y車的
2、設(shè)計指標,設(shè)計了車輪關(guān)節(jié)驅(qū)動方案和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu),并進行了電機和減速器的選型和校核。在對比現(xiàn)有探測車轉(zhuǎn)向方案的基礎(chǔ)上,選擇簡單可靠的差速轉(zhuǎn)向作為本次探測車的轉(zhuǎn)向方案。借鑒現(xiàn)有差動平衡方案,本文設(shè)計了行星輪系式差動方案,給出了數(shù)學(xué)模型和結(jié)構(gòu)圖。然后設(shè)計了搖臂擺桿的關(guān)連接節(jié),給出其結(jié)構(gòu)圖。最后給出了探測車的整體三維圖。
足夠的強度和剛度是探測車在航天活動中最基本的要求。本文通過Hypermesh和Workbench的聯(lián)合有限元分析,分析
3、了探測車整體的靜態(tài)強度和剛度以及探測車的前十階固有頻率,并對差動平衡裝置進行了校核。然后對搖臂擺桿在多工況共同作用下進行了有限元優(yōu)化設(shè)計整體探測車和重要零部件進行有限元校核。
為了實現(xiàn)對探測車的控制,必須對探測車進行運動學(xué)建模。采用坐標系轉(zhuǎn)換的方法建立探測車坐標系和輪地接觸坐標系,推導(dǎo)出從車體中心到各個輪地接觸點的坐標轉(zhuǎn)換方程;按輪心建模法建立探測車前進速度與車輪驅(qū)動速度之間的運動學(xué)方程。探測車的控制還需要探測車的差速轉(zhuǎn)向模型
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