月球车足部构型参数对其驱动性能的影响研究

来源：机械工程学报杂志2015年第3期北京时间：

作者：汪永明, 孙应秋, 鲍传辉

单位：安徽工业大学机械工程学院

摘要：以二级半转轮腿式月球车为研究对象，考虑月球车在松软月面上的下限问题，在轮腿的跨步杆两端各添加一个“足”，并设计出两种月球车轮腿足部构型方案，以增大足部与月壤间的有效接触面积和摩擦力。依据车辆地面力学基本理论，分析月球车的轮腿足瓣与月壤的相互作用力学特性，建立了月球车无轮刺足瓣与月壤的相互作用力学模型，在此基础上，分析了足瓣轮刺效应。提出月球车驱动性能的四个评价指标：足瓣沉陷指标、足部牵引性能指标、驱动电动机性能指标和爬坡性能指标，通过给定月壤特性参数、月球车载荷和滑转率，研究了足瓣的半径、宽度以及轮刺的高度和个数对挂钩牵引力、驱动力矩的影响。Matlab仿真表明，增大足瓣半径、宽度以及轮刺高度和个数均可以提高月球车的驱动性能，与增加足瓣宽度相比，增加足瓣半径效果更好。研究结果为后续的足部机构设计提供了理论参考。

关键词：力学模型,评价指标,驱动性能,足部构型参数,轮腿式月球车；

基金资助：国家自然科学基金(51051001)、教育部高校科技创新工程重大项目培育资金(708054)和安徽省高校自然科学基金（KJ2011A046）资助项目