黑龙江省自然科学基金(ZJG0709)
- 作品数：16 被引量：125H指数：5
- 相关作者：高海波邓宗全刘吉成禹鑫燚丁亮更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学中国空间技术研究院上海宇航系统工程研究所更多>>
- 发文基金：黑龙江省自然科学基金国家高技术研究发展计划高等学校学科创新引智计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术理学航空宇航科学技术交通运输工程更多>>
- 多障碍环境中移动机器人的光滑轨迹规划
- 2011年
- 根据轮式移动机器人参数化轨迹生成模型,结合多障碍物结构化环境中障碍物的建模,把其和参数化轨迹规划模型融合,得到了具有一般性的多障碍物环境中轮式移动机器人光滑轨迹规划模型;并利用最优化控制原理,建立了任意性能指标下,多障碍物环境中最优参数化轨迹生成模型。结合数值求解方法,推导了多障碍物环境中参数化轨迹规划非线性求解模型的求解方法。最后通过仿真验证了参数化轨迹规划求解模型的正确性。
- 禹鑫燚
- 关键词：轮式移动机器人最优控制
- 月球车车轮原地转向力学特性分析被引量：3
- 2009年
- 为了给月球车的车轮构型设计、动力学分析和模拟仿真提供车轮转向力学参考,基于地面力学理论,分析了车轮原地转向时底面的剪切特性,以及端面和纵向的推土特性,建立了转向阻力矩与松散沙土力学参数及车轮参数间的定量关系。通过分析转向阻力矩与车轮半径和宽度的理论关系,证明车轮宽度对转向阻力矩的影响程度更大。在月球车车轮运动性能测试系统上对3种尺寸的圆柱车轮进行了原地转向实验,验证了利用该理论模型预测车轮原地转向阻力矩的可行性。
- 刘吉成高海波邓宗全
- 关键词：月球车车轮
- 崎岖地形中关节式月球车姿态估计数值求解方法被引量：3
- 2009年
- 以被动关节式地形自适应月球车为研究对象,融合关节机器人D-H坐标建模方法构建了月球车悬架运动学模型和以侧倾、俯仰和偏转角表示姿态的欧拉角方式建立了车轮到世界坐标系的悬架完整表达模型。利用悬架完整表达模型,用带有迭代因子的连续迭代和离散迭代数值求解方法,建立了光滑和离散崎岖地形姿态估计算法。最后以8轮扭杆双摇杆摇臂月球车原理样机为例来验证此模型求解方法。仿真结果验证了所建立的基于数值方法的崎岖地形被动关节式月球车姿态估计模型的正确性,其求解模型精度能够满足仿真要求。
- 禹鑫燚高海波邓宗全
- 关键词：悬架运动学月球车
- 八轮月球车运动学建模
- 本文给出了八轮扭杆摇臂-转向架式月球车的运动学建模方法。正运动学模型由车轮的雅克比矩阵推导,用于求解车体的位置和姿态;逆运动学模型为已知车体速度,求解各个车轮速度,以达到车体期望的位姿。该模型为八轮月球车运动控制和自主导...
- 陈磊马杰高海波
- 关键词：运动学建模
- 文献传递
- 新型八轮月球车不同运动学建模方法及分析被引量：5
- 2009年
- 为使月球车具有更好的自主导航能力,完成崎岖地形路径规划和崎岖地形可通过性仿真测试,必须建立相应的运动学模型.针对提出的新型八轮移动子系统构型月球车和地形特征,利用不同的坐标系定义和建模方法建立了八轮月球车的3种不同运动学模型:关节机器人D-H坐标建模方法运动模型、平面几何运动学关系和三维几何运动学关系运动学模型.在此基础上对建立的3种运动学模型进行分析对比,提出了3种运动学模型的适用条件和范围.最后指出构建的运动学方程可以作为月球车多轮协调运动控制模型和月球车仿真环境中运动关系的求解器模型.
- 禹鑫燚高海波邓宗全
- 关键词：运动学模型月球车
- 基于应力分布的月球车轮地相互作用地面力学模型被引量：42
- 2009年
- 轮地相互作用地面力学在月球车的设计、性能评价、控制和仿真等方面具有重要作用,是目前基于动力学进行月球车相关研究的瓶颈。基于此,利用针对月球车开发的车轮—土壤相互作用测试系统进行试验,结合试验数据对传统车辆轮地相互作用正应力和切应力分布模型进行修正,并分析月球车轮刺高度对应力分布的影响,从而提出随滑转率变化改变沉陷指数的经验公式,以反映土壤侧向流动等引起的滑转沉陷。对应力分布公式积分得到集中力/力矩计算模型,并结合试验数据进行验证。在载荷为80N,滑转率从0.05增加到0.6时,模型对于车轮垂直载荷、挂钩牵引力和驱动力矩的计算值与试验数据相比,相对误差不超过10%。模型能够反映滑转沉陷和轮刺效应,可以有效地用于月球车轮地相互作用力学的计算。
- 丁亮高海波邓宗全刘吉成陶建国
- 关键词：月球车
- 为月球车低能耗越障的摇臂悬架参数多目标优化被引量：1
- 2010年
- 为满足月球车能耗低、重量轻的使用要求,基于月球车的越障工况,以各驱动电机能量消耗为目标函数,对月球车的摇臂悬架参数进行了优化,并建立了摇臂悬架参数模型。分析了月球车越障通过性条件,建立了悬架参数多目标优化的数学模型。采用极大极小值法,将多目标函数统一成单目标函数,利用序列二次规划法(SQP)进行优化分析,得到了悬架参数的优化值。结果表明,越障时电机能量消耗明显降低。
- 李所军高海波邓宗全
- 关键词：机械设计悬架参数多目标优化月球车
- 月球车轮刺效应的理论分析与实验研究被引量：12
- 2009年
- 轮地相互作用地面力学在星球车研究中有着重要意义,目前对于轮地作用中的轮刺效应研究尚不充分。基于Rankine被动土压力理论,分析轮刺与土壤作用的两种工作方式,推导了形成稳定剪切土环时轮刺高度与个数之间的关系式和保证连续剪切的轮刺倾斜角度计算公式。采用轮地相互作用测试系统对宽度为165mm,半径分别为135mm和157.35mm的月球车车轮,改变轮刺高度、个数和倾角进行实验,验证了理论分析结果,同时得到如下结论:增加轮刺高度可以提高车轮的牵引性能,轮刺高度为15mm时,比光滑车轮的最大牵引力提高达60%;增加轮刺个数有助于形成稳定的剪切土环;轮刺的倾斜角度可以减小车轮的振动幅度;车轮的牵引力随滑转率增加而增大,但最好将滑转率控制在0.4以下。研究成果为月球车轮刺设计和进行轮地作用力预测提供了依据,并可应用于类似的火星车和地面车辆等。
- 丁亮丁亮邓宗全高海波高鹏
- 关键词：月球车
- 展开式太阳板的动力学分析被引量：10
- 2009年
- 太阳板是将太阳能转换成电能的装置,是行星探测车上重要的组成部分,为探测车的正常行驶和工作提供必要的电力支持。介绍了一种太阳板翻转机构,能有效地跟踪太阳照射角度,达到并保持其转动范围内的任意角度。基于Kirchhoff理论和Hamilton法建立了太阳板驱动展开过程和受力激励的动力学模型,分析了展开和受力振动的动力学特性,得到了太阳板展开过程中扭杆驱动力矩曲线和太阳板的固有频率及振型,并通过ADAMS虚拟仿真和太阳板的振动实验验证了理论分析的正确性;同时分析了太阳板受瞬时冲击的响应特性,得到了其响应曲线。
- 张朋高海波邓宗全邬明智
- 关键词：行星探测车太阳阵动力学刚柔耦合
- 月球车弹性筛网轮的研制被引量：3
- 2008年
- 为研究适应松软地形,且质量小、功耗低、驱动力大的月球车车轮,在单轮驱动功率和扭矩计算的基础上,选取了电机和减速器,进行初步的弹性筛网轮的结构设计,对初步设计中主要零件进行了受力分析及详细的结构设计,最终加工出两种不同尺寸的弹性筛网轮,对车轮性能进行了测试.通过弹性筛网轮的研制,综合考虑体积、传递效率及功率等技术因素,实现了车轮的驱动、传动一体化设计,为设计真正的月球车车轮奠定了技术基础;解决了钛合金轮圈的加工工艺问题,为今后研制不同形状的钛合金轮圈奠定了技术基础.
- 高海波贾阳邓宗全陶建国胡明
- 关键词：月球车受力分析
