星球車行走系統

《星球車行走系統》是2015年6月出版的一本圖書，作者是李春明、蘇波、江磊。

基本介紹

• 中文名：星球車行走系統
• 作者：李春明、蘇波、江磊
• 出版時間：2015年6月
• 出版社：國防工業出版社
• 頁數：132 頁
• ISBN：9787118098624
• 定價：60.00
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• 版次：1版1次
• 字數：162
• 中圖分類：V476.4

內容簡介

星球車是星球探測活動中十分重要的探測工具,其行走系統是決定星球車能否在未知環境下可靠行走的關鍵系統之一。本書的主要內容包括: 土壤特性及外星球土壤模擬、星球車與土壤的相互作用、星球車的行走方式、星球車行走系統運動學、星球車行走的控制、星球車行走性能評估、縮比模型的低重力試驗。本書是作者及其研究團隊將嫦娥工程月面巡視探測器研究工作中的基礎理論、試驗研究及試驗數據總結而成的。本書可供高等院校車輛工程專業學生及從事星球車、機器人等研究的工程技術人員參考使用。

目錄

主要符號表

第1章緒論

1.1星球車行走系統的定義與功能

1.1.1無人駕駛星球車行走系統

1.1.2載人星球車行走系統

1.2星球車行走系統的基本構成

1.2.1動力系統

1.2.2驅動系統

1.2.3懸架系統

1.2.4轉向系統

1.2.5制動系統

1.2.6承載和連線

1.2.7控制系統

1.2.8操控系統

1.3星球車行走系統的性能及關聯因素

1.3.1星球車總體約束條件

1.3.2星球環境影響

1.4星球車行走系統研究的基礎理論和方法

1.4.1車輛地面力學理論

1.4.2星球車行走系統的研究方法

1.5星球車行走系統研究的幾個重點方向

1.5.1行走系統與土壤作用關係

1.5.2行走方式及行走系統構型

1.5.3自主行走的能力

1.5.4行走性能的預測及模擬外星球試驗

第2章土壤特性及外星球土壤模擬

2.1土壤可行駛性的定義

2.2土壤的質地分類及其可行駛性曲線

2.3土壤的物理特性

2.3.1顆粒形態

2.3.2粒徑分布

2.3.3比重和容重

2.3.4含水量及飽和係數

2.4土壤的力學特性

2.4.1承壓特性

2.4.2剪下特性

2.5星球土壤的模擬

2.5.1月壤的力學特性

2.5.2月壤模擬材料

2.5.3月壤模擬的添加物質

2.5.4模擬月壤的製備方法

2.6星球土壤行駛性的測試

2.6.1實驗室測試設備——貝氏儀

2.6.2現場測試設備

第3章星球車與土壤的相互作用

3.1車輪與土壤作用的機理

3.2星球車的輪—壤作用模型

3.2.1滑轉率和滑轉角

3.2.2沉陷量

3.2.3接觸角

3.2.4法向應力

3.2.5剪下應力

3.3輪—壤力和力矩的計算

3.3.1掛鈎牽引力

3.3.2側向力

3.3.3垂向力

3.3.4阻力矩

3.4輪—壤的重複通過性

3.5輪—壤作用試驗系統

3.5.1試驗系統的設計要求

3.5.2典型輪—壤作用試驗系統

3.5.3月球車輪—壤作用試驗及分析

第4章星球車的行走方式

4.1行走方式的分類及特點

4.2輪式滾動行走方式

4.2.1爬坡性能

4.2.2斜坡橫向移動能力

4.2.3斷面通過性能

4.2.4輪式行走的主要通過性能

4.3腿式跨步行走方式

4.3.1跨步行走的原理

4.3.2跨步行走的動力學模型

4.3.3跨步行走的通過性能

4.3.4跨步行走的優點和不足

4.4輪—步式複合行走方式

4.4.1輪—步式行走的原理

4.4.2輪—步式移動的動力學模型

4.4.3輪—步式移動的通過性能

第5章星球車行走系統運動學

5.1運動學基礎理論

5.2坐標系及變換

5.2.1車體坐標系

5.2.2輪地接觸點坐標系

5.2.3運動坐標系

5.3姿態分析與定位

5.3.1位姿正運動學方程

5.3.2關節角變化與車姿的關係

5.4轉向逆運動學

5.4.1轉向角

5.4.2車輪轉速

5.4.3逆運動學解析解

5.5基於運動學的航位推算

第6章星球車行走的控制

6.1單輪驅動控制

6.1.1車輪牽引驅動控制

6.1.2車輪轉向驅動控制

6.1.3牽引和轉向電機的選型

6.2多輪運動協調控制

6.2.1基於轉速閉環的運動協調

6.2.2基於轉矩閉環的運動協調

6.2.3基於滑轉率閉環的運動協調

6.2.4行走系統動態穩定性

6.3遙控及自主行走控制

6.3.1外部環境信息獲取

6.3.2基於幾何通過性的行走控制

6.3.3基於支撐通過性的行走控制

第7章星球車行走性能評估

7.1行走性能評估準則

7.1.1通過性評估準則

7.1.2穩定性評估準則

7.1.3行走效率評估準則

7.2星球環境建模

7.2.1環境的定性模型

7.2.2環境的定量模型

7.3通過性評估模型

7.3.1直線行駛性能評估

7.3.2轉向性能評估

7.3.3越障性能評估

7.4穩定性評估模型

7.4.1靜態穩定性

7.4.2動態穩定性

7.5功率消耗的評估模型

第8章縮比模型的低重力試驗

8.1低重力對星球車行走性能的影響

8.1.1低重力對土壤力學性能的影響

8.1.2低重力對“牽引-附著”性能的影響

8.2相似理論及其在低重力模擬中的套用

8.3模型試驗理論基礎

8.4星球車牽引特性的低重力縮比模型

8.4.1牽引特性的無因次全組

8.4.2模型試驗比例因數

8.5星球車低重力縮比模型試驗

8.5.1模型比例在低重力模擬月壤中的套用

8.5.2模型比例在牽引性能試驗的套用

參考文獻