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载人月球车移动系统结构/机构设计与仿真分析

席佳胜  
【摘要】:载人月球车对扩大宇航员的活动范围以及提高月表探测能力和效率具有重要作用,是我国载人探月工程和月面基地建设必不可少的设备。 论文对国内外月球车系统进行对比论证并结合我国载人月球车的设计指标,对月球车移动子系统的结构与机构进行了虚拟样机设计以及运动学和动力学的分析和仿真,相关内容如下: 首先根据建立的月球车扭杆式折叠悬架三维Pro/e模型,提取出了悬架空间连杆机构的简化物理模型。应用空间机构学原理,对悬架系统进行运动学建模并进行空间运动性能进行分析;依据断开点的位置函数,优化目标和约束条件,利用Matlab的符号计算工具箱和优化工具箱对断开点位置进行了优化;最后将载人月球车模型导入多体动力学分析软件ADAMS中,根据相关参数编写轮胎和路面属性文件,建立了月球车整车移动系统的仿真平台。在设定的月面环境条件下分别对月球车通过平原地形、上下坡地形、凸起障碍和沟壑地形中进行了四种工况的运动学以及动力学仿真,对月球车在不同工况下的平顺性等移动性能进行分析。仿真分析表明设计的月球车具有较好的移动性能,论文的研究结果对未来我国载人月球车的设计具有一定的借鉴与参考作用。


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