主动摆臂四轮菱形月球车移动系统越障性能分析与优化

马传帅 文桂林 钟志华 金秋谈 程 栋 周景宇

1.汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082

2.湖南大学,长沙,410082

主动摆臂四轮菱形月球车移动系统越障性能分析与优化

马传帅1文桂林1钟志华1金秋谈1程 栋2周景宇1

1.汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082

2.湖南大学,长沙,410082

提出了一种用于月球车的主被动结合的摇臂式移动系统。该移动系统将四个主动摆臂和一个被动连接铰整合在一起,从而提高了越障性能。建立了越障性能的力学判断准则,并利用此准则对移动系统的越障性能进行了分析;考虑主动摆臂的可调整性能,研究了主动摆臂对移动系统越障性能的影响,并基于遗传算法对越障性能进行了优化。对摆臂角度优化的结果表明,主动摆臂可以显著提高移动系统在恶劣环境下的越障性能。

主动摆臂;越障性能;月球车;优化;判断准则

0 引言

随着21世纪人类再次掀起月球探测的高潮,新型月球车的开发受到了越来越广泛的关注[1-4]。Takashi等[1]在2003年提出了一种新型的PEGASUS移动系统,而且对整车越障的原理进行了分析。Thueer等[2]在2007年研发了RCL-E移动系统并建立了动力学模型,利用此模型对其VCV性能进行了研究。Bauer等[3]在2008年提出了RCAST移动系统并研究了车轮的牵引性能。Chen等[4]在2009年利用演化方法在摇臂-转向架悬架系统的基础上开发了ORF-L移动系统。

移动系统作为月球车的重要组成部分,必须具备扩展月面探测范围、克服恶劣行驶环境的能力。考虑到月面的凹凸不平和存在大量石块的情况,月球车悬架系统在行驶时必需具有良好的越障性能。……