机械毕业设计（论文）开题报告-八轮星球探测车可展开移动系统设计.docVIP

浙江理工大学本科毕业设计（论文）开题报告 班 级 09机械设计制造及其自动化（4）班 姓 名 程欣禹 课题名称 八轮星球探测车可展开移动系统设计 目 录 1 选题的背景与意义 1.1 国内外研究现状和发展趋势 1.2 星球车可展开移动系统概述 1.3 星球车空间可展开机构概述 1.4 八轮星球探测车研究意义2 研究的基本内容 2.1 八轮星球探测车整体的结构设计 2.2八轮星球探测车可展开移动系统的参数设计 2.3八轮星球探测车可展开移动系统三维仿真 3 研究方案、可行性分析及预期研究成果 3.1 研究思路方案 3.2 可行性分析 3.3 预期研究成果 4 研究工作计划 参考文献 成绩： 答 辩 意 见 答辩组长签名： 年 月 日 系 主 任 审 核 意 见 签名： 年 月 日 八轮星球探测车移动系统的设计与分析 程欣禹 (机械设计制造及其自动化09(4)班 ) 1 选题的背景与意义 月球是距离地球最近的自然天体，蕴藏大量的矿产资源，是人类飞离地球进行深空探测的第一站，也是理想的天然空间中转站。月球所具有的巨大经济、政治和军事价值使得月球探测成为人类一直关注的焦点[1]。 星球车是月球探测中的重要媒介之一，已经成为全世界广泛研究的热点。移动系统作为星球车整体系统的关键部分，其性能的好坏直接影响整个探测任务的成败[2]。20世纪90年代产生的以空间机构的折叠、伸展、组合为主要研究内容的 “变胞机构”等机构学研究必威体育精装版成果，为星球车可展开移动系统关键技术的研究奠定了理论基础，但这方面的理论研究尤其是工程应用还有待于完善和发展[3]。 由于航天器运载技术和发射费用的限制，在具有良好的环境自适应能力的前提下，体积小、质量轻成为星球车研制的主要技术指标。因为减小星球车的体积，不仅可以减小其运载火箭的体积和质量，节省推动力，降低发射成本，而且对提高发射的可靠性意义重大。而星球车体积小却意味着其所搭载的仪器设备数量将减少，其直接效果是降低星球车的探测能力。因此，如何使星球车在满足预期的探测功能的前提下，尽可能少的占用运载器的有效载荷空间是一个很值得研究的课题。 1.1 国内外研究现状和发展趋势 自20世纪60年代以来，以美国、俄罗斯、法国、日本等发达国家为首，各国科研机构纷纷进行各种类型行星车的研制，有的甚至已进入实用化、商品化阶段，如“勇气号”火星车。在国内，清华大学、哈尔滨工业大学[4]、国防科技大学、北京航空航天大学、上海交通大学、华中科技大学和航天科技集团502所等高等院校及科研院所相继开展了这方面的研究工作[5]。 迄今为止，国内外研究人员从行星车移动系统的越障性能、地形适应能力、能耗等要求出发，研制出各类行星车移动系统产品及样机多达四十余种。根据移动系统的体积大小不同，可分为微型、超小型、中型及大型等四类。根据操纵控制方式不同，可分为有人驾驶、无人驾驶远程遥控两类。根据移动方式不同，可分为履带式、腿式、轮式、轮腿式等几类[6]，由于轮式移动系统具有运动速度快的优点，故得到了广泛研究。随着各种悬架的出现，其越野能力已大大增强，可以与腿式移动系统相媲美[27]。以下根据不同部位可展开轮式移动系统进一步分类。 1.2 星球车可展开移动系统概述 1.2.1 整体可展开移动系统 整体可展开移动系统以三轮移动系统为主，由于三个车轮联接于同一个悬架，移动系统的折叠与展开需整体进行。具有代表性的有日本NASDA和东京工业大学联合开发的Tri-star2，它采用轴环和可压缩轮结构，具有较强的机动性，其体积折叠比可达到373%。 移动系统整体展开的还有美国国家技术标准局 (NIST)研制的索缆并联机器人RoboCrane[9]。该移动系统由三组索杆铰接在一个Stewart平台上形成，索杆可代替动力源驱动形成移动框架。通过索缆的顺序张紧与释放，改变索杆和车轮间相对位置，可最终完成折叠与展开功能。 1.2.2 底盘可展开移动系统 美国CMU研制的Nomad[10]是一种底盘可变形的四轮行星车。它采用前苏联Луноход的自包含电动轮模块概念、Rocky系列的转向节悬挂机构、显式转向连杆机构和LRV的自动轮距扩展概念，利用均化悬挂系统平滑车体相对于车轮的运动，保证在各种地形情况下四轮都能同时着地。当底盘完全展开时所占的包络空间可比其折叠状态时增加35%，这种展开功能使底盘具备超越其装载结构20%的静稳定性。其底盘主要通过两个四杆机构进行变形，当底盘展开时四杆机构变成一个菱形，当底盘收缩时四杆机构则变成一条直线，每组四杆机构具有独立的驱动装置。 1.2.3 悬架可展开移动系统 悬架可展开移动系统通过独立悬架机构的折叠与展开实现体积变