月球车差动装置设计与分析

【摘要】：随着深空探测技术的发展,对月球进行探测已被越来越多的国家所重视。月球车作为月球探测的必备工具,要求其具有较高的移动性能。在两点支撑载荷平台式月球车系统中,差动平衡装置作为移动系统的重要组成部分,是不可缺少的,其起到承载月球车本体、平衡月球车本体姿态、协调各车轮载荷分配,提高月球车移动性能的作用。本文提出一种月球车用齿轮-四杆式差动平衡装置结构,并对其进行结构设计、分析及实验研究。 通过分析月球车差动平衡装置的工作特性,得出差动平衡装置在提高月球车移动性能方面具有重要意义。依据月球车差动平衡装置的功能要求,在借鉴国内外相关研究的基础上,提出三种不同的月球车差动平衡装置结构设计方案,优选出一种方案进行分析、设计与加工,并对差动平衡装置原理样机进行差动功能实验验证。 为了解地形崎岖特性对差动平衡装置的动态激励响应,根据多体动力学理论,建立六轮主副摇臂式月球车系统模型。基于松软轮-地相互作用力学理论,利用MATLAB编程软件,对月球车在月面各种典型地形及随机地形中的运动进行计算机仿真研究,得到月球车在各种典型地形环境下行驶时差动平衡装置工作状态的仿真数据,为对月球车差动平衡装置进行分析提供参考,同时为后文进行差动平衡装置测试台设计做准备。 提出月球车差动平衡装置性能测试设备结构方案,并对其进行结构设计,提出测试设备的控制系统及软件系统构架。