针对半转机构月球车的结构特点,对月球车在任意路面的越障能力进行了分析。由于任意路面越障模型相对复杂,可以建立的独立平衡方程数目少于未知变量数,为此提出了一种新的越障能力评价指标,指出摩擦力解空间的可行域面积越大,轮腿越障能力越强;当轮腿所受摩擦力可行域不存在时,机构将不具有初始条件下的越障能力。建立了在约束条件下月球车在具有坡度地面和一定越障高度的越障力学模型,并通过寻找轮腿所受摩擦力解空间可行域的方法,对单轮腿在具有坡度地面上单独前进越障性能进行了仿真研究。仿真结果表明:在越障高度及与地面接触角相同的情况下,后轮腿的越障能力比前轮腿强。

以基于二级半转机构月球车为研究对象,对月球车进行了静力学分析。建立了月球车在平地行走和爬坡行走的力学模型,并结合正向运动学分析结果,对月球车所受地面支持力进行了仿真分析,给出了月球车所受支持力随驱动轮腿电机转角和斜坡坡度角的变化曲线图。仿真结果表明,月球车在爬坡行走过程中,摩擦因数不能大于0.9。

根据动物运动的不对称性,设计了一种新型的仿生轮腿式月球车,其移动机构由4个结构相同的轮腿、车体支架以及转向支架3部分构成。在建立仿生轮腿机构坐标变换模型基础上,对月球车移动机构进行了运动学分析,建立了各跨步杆端部的正向运动学模型。基于COSMOS Motion软件对该月球车进行了运动学仿真,给出了移动机构各关节相对于车体质心参考坐标系下的运动轨迹曲线,并对其越障过程进行了虚拟样机运动仿真。仿真表明:该月球车的车身起伏度较小,可以平滑地完成越障跨步动作。

根据半转机构原理,设计了一种新型的轮腿式月球探测车,其移动机构由车体支架、4个结构相同的轮腿及转向支架3部分构成。轮腿采用二级半转机构,由电机独立驱动和转向,通过2个串联的行星轮系来传递驱动力矩。并从路面适应性、转向灵活性、车身起伏度、地面几何通过性、抗侧倾能力和垂直越障能力等方面分析了该月球探测车的移动性能。分析表明,该探测车适合在高低起伏的月球表面环境行走。

提出一种基于半转步进机构的月球车移动系统,对半转机构的原理和运动特性进行分析,获得了月球车的运动特性曲线,为其在月球车上的应用提供了理论基础和参考依据。

针对月球探测的特点,提出了一种新型的基于半转机构的月球车移动系统,介绍了其特点以及机构原理。比较了一级半转机构和二级半转机构的起伏度,建立了月球车机构转杆正向运动学模型。MATLAB仿真结果表明,二级半转机构的起伏度较一级半转机构减小60%左右。

提出了一种新型的基于半转机构的月球车,介绍了其机械系统,对机械系统的各个部分的结构特点进行了分析,并且介绍了基于二级半转机构的月球车的机构原理。着重分析比较了一级半转机构和二级半转机构的起伏度。通过MATLAB分析表明,基于二级半转机构的月球车起伏度较小,从而使车体运行的平稳性大大提高。

提出一种新型的基于半转机构的月球车移动系统,阐述其特点及机构原理。通过分析半转机构的运动特点及其机构的干涉情况,得出机构干涉的临界条件:转杆长度是二级转臂的21/2倍。