管道形輪腿式月球探測機器人及其運動特性的研究.pdf

1、該博士學(xué)位論文主要對月球探測機器人及其運動特性進行了研究,其主要工作如下:(1)月球探測機器人移動系統(tǒng)的研究; 基于中國月球探測的需要和月球環(huán)境中特殊的設(shè)計限制,該論文提出了兩種新型的月球探測移動機器人.一種是五輪鉸接式月球機器人(FWALR),另一種為管道形、輪腿式月球探測機器人(PWLER). 對比研究表明,PWLER的越障性能、傾翻穩(wěn)定性和自動復(fù)位性能等要優(yōu)于FWALR機器人.(2)管道形輪腿式月球探測機器人運動特性的研究. 月球

2、微重力環(huán)境對月球探測機器人的飛行特性、動態(tài)穩(wěn)定性和振動特性均有較大的影響.針對月球的微重力特性、月球上地形的不連續(xù)性、部分驅(qū)動輪打滑、部分車輪短時間離開地面、甚至機器人發(fā)生側(cè)翻的復(fù)雜情況,該論文提出了一種新的機器人運動學(xué)建模方法,即用移動機器人在不同時刻不同斜面上的運動學(xué)模型組成機器人在崎嶇不平地面上行駛的復(fù)合運動學(xué)模型的方法,為管道形輪腿式月球探測機器人(以下簡稱為機器人)建立了正向和逆向運動學(xué)模型. 為了滿足避障及在月面上作業(yè)的要求

3、,針對PWLER機器人的結(jié)構(gòu)特點、月球上凹凸不平的三維地形和機器人車輪與地面的相互作用,提出了基于虛擬傳感器的雙向全局路徑規(guī)劃方法和降維法. 為提高電動輪驅(qū)動的PWLER機器人的性能,更有效地對機器人進行控制,建立了機器人電動輪的數(shù)學(xué)模型,詳細分析了其運行特性,并對電動輪中蓄電池、調(diào)速器、電動機和減速器各參數(shù)對電動輪運行性能的影響進行了分析. 為解決機器人在月球微重力作用下、復(fù)雜三維地形中作業(yè)的控制問題,提出了模糊比例變量的概念,利用此