[1]刘吉成,高海波,邓宗全,等.轮缘半径对月球车鼓形轮原地转向阻力矩影响分析[J].南京理工大学学报(自然科学版),2009,(04):489-494.
 LIU Ji-cheng,GAO Hai-bo,DENG Zong-quan.Influence of Rim Radius on Zero Radius Steering Resistance Moment of Drum-wheel for Lunar Rover[J].Journal of Nanjing University of Science and Technology,2009,(04):489-494.
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轮缘半径对月球车鼓形轮原地转向阻力矩影响分析
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《南京理工大学学报》(自然科学版)[ISSN:1005-9830/CN:32-1397/N]

卷:
期数:
2009年04期
页码:
489-494
栏目:
出版日期:
2009-08-30

文章信息/Info

Title:
Influence of Rim Radius on Zero Radius Steering Resistance Moment of Drum-wheel for Lunar Rover
作者:
刘吉成;高海波;邓宗全;
哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001
Author(s):
LIU Ji-chengGAO Hai-boDENG Zong-quan
School of Mechatronics Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China
关键词:
地面力学 转向力学模型 轮缘半径 月球车 车轮
Keywords:
terramechanics steering mechanical models rim radiuses lunar rovers wheels
分类号:
TP242.3
摘要:
为了给月球车的车轮构型设计、运动控制、模拟仿真等提供理论参考,基于地面力学理论,提出鼓形车轮下陷量判断方法,研究了其转向时轮-地接触的剪切特性与推土特性,并建立鼓形车轮原地转向的力学模型。理论分析表明:转向阻力矩随轮缘半径的增加而呈渐近线性增加。轮缘半径越小,车轮的转向阻力矩越小,使鼓形车轮较圆柱车轮具有更好的转向灵活性。利用月球车车轮运动性能测试系统对2种轮缘半径的车轮进行了原地转向实验,实验结果表明了该理论模型的正确性。
Abstract:
In order to provide a theoretical basis for wheel configuration design,motion control,vehicle simulation of a lunar rover,based on the terramechanics,a judgment method for sinkage of a drum wheel is presented.The shear and bulldozing characteristics acting on the interaction of wheel-soil for the steering wheel are investigated,and a zero radius steering mechanical model for the drum-wheel is established.Theoretical analysis reveals that the steering resistance moment increases asymptotically with the increase of the rim radius.The drum wheel with smaller rim radius has the smaller value of steering resistance moment,which has better steering ability than the cylinder wheel.To validate the steering model,a single-wheel test bed is employed to test the steering performance of the wheels with two kinds of rim radiuses.The experimental results show that the theoretical model is correct.

参考文献/References:

[ 1] 邱雪松, 邓宗全, 胡明. 可展开式月球车车轮构型设计及构态变换分析[ J]. 机械工程学报, 2006, 42 (S1): 148-151.
[ 2] 孙鹏, 高峰,李雯, 等. 深空探测车可变直径车轮牵引通过性分析[ J]. 北京航空航天大学学报, 2007, 33( 12): 1404-1407.
[ 3] 陈泽宇. 适用于月球车的可伸缩叶片复式步行轮的研究[D]. 长春:吉林大学交通学院, 2007.
[ 4] LindemannRA, VoorheesCJ. Marsexplorationrover mobility assembly design, test and performance[ A]. Proceedings of the2005IEEEConference onSystems, Man and Cybernetics [ C]. Hawai,i USA: IEEE Press, 2005. 1- 6.
[ 5] 程军伟, 高连华, 王红岩. 基于打滑条件下的履带车辆转向分析[ J]. 机械工程学报, 2006, 42( S): 192-195.
[ 6] 尹继瑶. 压路机的转向动力学与转向功率[ J]. 建筑机械, 2004, ( 4): 59- 62.
[ 7] Ishigami G, Miwa A, Nagatani K, et a.l Terrame-chanicsbasedmodel for steeringmaneuver ofplanetary explorationrovers on loose soil[ J]. Journal of Field Robotics, 2007, 24(3): 233- 250.
[ 8] 王佐伟, 吴宏鑫. 月球探测车转向系统动力学建模与分析[ J]. 中国空间科学技术, 2004, 6( 3): 14 -20.
[ 9] 邓宗全, 胡明,高海波. 月球探测车的动力学建模与仿真分析[ J]. 南京理工大学学报(自然科学版), 2005, 29( 5): 551-555.
[ 10] 黄祖永. 地面车辆原理[M]. 李长枯, 陈德兴,刘述学, 译,北京: 机械工业出版社, 1985.
[ 11] LamonP, ThueerT, JordiR, et a.l Modeling andop-timizationof wheeled rovers[A]. Proceedings of 8th ESAWorkshoponAdvancedSpace Technology Robot [ C]. Noordwijk, Netherlands, USA: ESA/ESTEC Press, 2004. 1-8.
[ 12] 刘聚德. 车辆沙地行驶理论[M]. 北京: 机械工业出版社, 1996.
[ 13] KellerT. Amodel for thepredictionof the contact area andthe distributionofverticalstressbelowagricultural tyres fromreadily available tyre parameters[ J]. Bio-systemsEngineering, 2005, 92(1): 85-96.

备注/Memo

备注/Memo:
基金项目: 国家/ 8630资助项目( 2006AA04Z231);黑龙江省自然科学基金(ZJG0709)
作者简介: 刘吉成( 1976- ), 男,博士生, 主要研究方向:星球探测车行走系统结构设计及与轮-地接触力学分析, E-mail: liujichenghit@163. com;
通讯作者:邓宗全(1956- ),男, 教授,博士生导师, 主要研究方向: 机电一体化及特种机器人技术, E-mail:denzq@hit. edu. cn。
更新日期/Last Update: 2012-11-19