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月壤取芯机器人多模式设计与性能评估研究
目录
文档简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.3主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.4技术路线与研究方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1.5论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
月面环境与月壤特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.1月面工程环境概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
2.1.1月球重力与引力环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
2.1.2月球表面温度特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2.1.3月壤物理力学性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
2.2月壤主要类型及工程特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2.3月壤取芯任务需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
月壤取芯机器人总体方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
3.1机器人系统功能需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
3.2机器人总体架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
3.2.1机械本体布局方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
3.2.2能源管理与传输设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
3.2.3基本通信与控制框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
3.3机器人任务流程规划．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
月壤取芯机器人多模式运动与作业子系统设计．．．．．．．．．．．．．．47
4.1滚动与定位模式设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
4.2模式运动机构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
4.2.1探头姿态调整机构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
4.2.2路径规划与避障策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58
4.3莱模式设计与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
4.3.1取芯切削机构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60
4.3.2功率消耗模型与控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63
4.4多模式切换与协同控制策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66
月壤取芯机器人多模式控制策略研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69
5.1模式识别与任务自适应控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71
5.2自适应步态规划与高精度定位控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
5.3基于模型的作业力与运动协同控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76
5.4实时性与鲁棒性控制算法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78
月壤取芯机器人性能仿真与评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80
6.1仿真平台构建环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81
6.2机器人运动学与动力学仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84
6.3多模式运行性能仿真分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．85
6.3.1行进模式仿真验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．88
6.3.2突
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