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月球车轮腿行星机构轴系优化设计被引量：1: 2013年; 针对基于二级半转机构的轮腿式月球车,建立其虚拟样机模型,通过典型路况下的动力学仿真获得月球车轮腿行星机构各轴系的力学数据。在此基础上,建立轮腿行星机构各轴系的有限元分析模型,并进行应力分析计算。基于ANSYS参数化设计语言APDL,基于最小二乘逼近优化方法对轮腿行星机构轴系进行了优化设计。优化后的轴系不仅满足强度要求,而且质量比原来降低约30%,这为优化月球车轮腿结构提供了一种新的有效途径和方法。; 汪永明鲍传辉范同华; 关键词：月球车行星机构轴系应力分析优化设计

二级半转机构运动特性分析及其轮腿构型设计被引量：5: 2011年; 基于动物肢体运动的不对称性原理,提出一种可以模拟步行运动效果的二级半转机构,它由一级转臂、二级转臂和两个跨步杆构成。通过机构运动步态分析,得出其各关节需要满足的运动耦合关系。分析机构运动时的杆件几何关系,找出机构的运动驻点和固有特征线。基于二级半转机构的步行运动特性,提出两种探测车轮腿机构的构型方案:同侧偏置式和双侧分置式。其中,同侧偏置式轮腿机构构型方案采用二级串联的行星轮系来实现二级半转机构的运动特性,其一级转臂和二级转臂分别是所在行星轮系的行星架,同时它们又是齿轮箱体。通过机构干涉分析,得出轮腿机构不发生干涉的条件。双侧分置式轮腿机构构型方案采用双曲柄四杆机构来实现二级半转机构的固有运动几何特性。基于COSMOS Motion软件,对该二级半转轮腿机构进行虚拟样机运动仿真,获得机构各转动关节的运动轨迹曲线以及该轮腿机构的上下起伏度。通过轮腿机构样机行走试验,验证其具有良好的动态运动性能。; 汪永明余晓流; 关键词：运动特性运动仿真

基于二级半转机构的月球车单轮腿机构静力学分析: 2011年; 为模拟基于二级半转机构的月球车的单轮腿机构在整车条件下的受压状态以提高其在平地行走、爬坡、侧倾3种工况下的实验准确性,笔者以月球车整车及其单轮腿机构为研究对象,分别建立了它们在3种工况下的静力学模型,讨论了进行爬坡和侧倾工况下实验时的最大爬坡角度和最大侧倾角度。基于MATLAB软件对单轮腿机构在3种工况下所受的整车压力进行了仿真分析并给出了3种工况实验时进行压力加载的数据曲线图。仿真结果表明了3种工况下跨步杆跨步运动和地面坡度的变化对单轮腿机构所受整车压力的影响。; 余晓流杜晓林汪永明; 关键词：月球车

月球车足部构型参数对其驱动性能的影响研究被引量：3: 2015年; 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。; 汪永明孙应秋鲍传辉; 关键词：力学模型评价指标

二级半转轮腿式探测车动力学仿真分析被引量：6: 2010年; 以二级半转轮腿式探测车为研究对象,建立其虚拟样机模型,并设定其轮腿机构的各杆运动耦合关系以及与路面的3D碰撞属性。针对探测车平地行走和垂直越障两种情况,在ADAMS软件中进行了动力学仿真分析,在给定驱动电机旋转角速度的情况下,得到了探测车车体质心位移、速度和加速度随时间变化的曲线,并对轮腿机构跨步杆所受路面的接触力进行了仿真分析。仿真结果表明,该探测车具有较强的垂直越障能力和较小的车体垂直起伏度。; 汪永明余晓流汤文成; 关键词：动力学仿真接触力

类四足移动机构的腿杆关节驱动力矩分析被引量：1: 2015年; 根据二级半转机构原理设计1种新型类四足移动机构,该机构主要由车体支架、轮腿和轮腿支架三部分组成,其轮腿的各腿杆关节采用舵机直接驱动。针对该类四足移动机构的平地行走、垂直越障和原地转向运动的典型工况,建立相应的腿杆坐标系,分别对其轮腿的一级转臂、二级转臂和跨步杆进行受力分析,基于动静法建立相应的力学模型,并对各驱动关节所需驱动力矩进行仿真。仿真获得不同工况下轮腿机构各腿杆关节驱动力矩变化曲线,其中腿杆关节所需驱动力矩的最大值为0.645 5 N·m,通过计算得出原地转向时转向舵机所需驱动力矩为0.177 0 N·m。这些数据为以后驱动舵机的选型设计提供参考依据。; 孙应秋汪永明; 关键词：舵机

月球车轮腿机构模糊优化设计: 2011年; 以基于二级半转机构步行运动原理的轮腿式月球车的轮腿机构为研究对象,以轮腿机构体积最小、质量最轻为总目标,建立其优化目标函数。在考虑月球车的车身起伏度、垂直越障能力、抗干涉能力和转向能力等性能要求,分别建立相应的优化设计约束函数。考虑了月球车轮腿机构行星轮系的齿轮齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、机构几何边界约束条件及越障性能的前提下,对轮腿机构参数进行综合模糊优化设计。具有模糊性的齿轮许用应力采用降半梯形分布隶属函数,其他变量或约束的模糊分布采用分布隶属函数。采用二级模糊综合评判法莱确定其最优水平截集,将模糊优化问题转化为常规优化问题。在满足优化数学模型函数值最小的前提下,利用Matlab优化工具箱获得了轮腿机构参数的综合优化结果,其总体积及总质量分别减少了约36.4%及25%。; 汪永明迟荣海余晓流; 关键词：月球车模糊综合评判

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国家自然科学基金(51051001)