在对月球机器人操作动力学进行建模和分析的基础上,论证了月球机器人在复杂的月面环境进行各种样本采集工作时,车体会因为月球的微重力环境及松软的月壤而出现滑移现象。提出了以速度作为补偿判断标准的方法。通过仿真分析,论证了月球机器人工作补偿的必要性;同时,基于月面多变而未知的复杂环境,验证了不同参数对仿真结果的影响,进一步确认了对月球机器人进行工作补偿的必要性。

利用虚拟现实技术虚拟出月球机器人在月面上的作业环境和作业过程,是提高机器人作业的安全系数和工作效率的一条有效途径。在3D重建得到的虚拟月面环境中,如果采用通常的单纯基于运动学(或者动力学)模型的仿真方法,对机器人的作业和运动进行虚拟,那么机器人与地形交互的过程中容易产生接触偏差。而且,随着仿真时间的推进,这种接触偏差会逐渐积累并不断增大,进而严重影响仿真测试的精度和效果。为了消除月球机器人仿真中的轮地交互误差,在分析误差来源的基础上,提出了基于运动学优化的解决方法。最后利用实际的虚拟现实仿真系统,验证了所提出方法的有效性。

为了消除时间延迟对遥控操作系统稳定性的影响,提出了基于虚拟现实(VR)预显示的两级遥操作控制结构的仿真系统方案。文章重点讨论了虚拟环境的建模技术,建立了基于摇杆-转向架的月球机器人的实体模型。最后用月球机器人爬坡的仿真验证了所建模型的正确性和可行性。

本文针对复杂月球表面提出了一种新型的可折叠崎岖表面被动适应六轮月球漫游车。它由几组四 杆机构的独特设计与组合以及弹性悬架组成,它具有较强的爬台阶,爬楼梯,在不规则路面上行驶和稳定性 能力。并进行了稳定性和运动能力的分析。

首先建立了月面坐标系中月球机器人的直角坐标运动学方程 ,并在此基础上推导出运动学方程的极坐标表达形式。然后 ,针对月球机器人的运动控制问题 ,推导了为保证月球机器人的运动全局渐近收敛其线速度和角速度所应满足的充分条件 ,并进行证明。

本文为在有壕沟、台阶和斜坡的复杂三维地形上行驶的轮式移动机器人提出了一种新的运动学建模方法 :切平面拼接法 .该方法的主要思想是用机器人在不同时刻不同斜面上的运动学模型组成机器人在崎岖不平地面上行驶的复合运动学模型 .该建模方法简单 ,建模的精确性可以控制 .作者用该方法建立了五轮铰接式月球机器人 (FWAL R)在崎岖不平地面上行驶的正向和逆向运动学模型 ,为 FWAL R机器人在复杂三维地形上的运动控制奠定了基础

提出了一种新型的月球机器人———五轮月球机器人 ,并研究了其越障性能、转向性能、静态稳定性和附着性能。结果表明这种机器人有很强的适应复杂三维地形的能力 ,能较好地满足月球上行驶的要求

本文针对复杂月球的表面提出了一种新型转臂式八轮移动月球机器人设计方案 ,(简称 :RAEWMLR) ,独特的机构设计提高了它跨壕沟 ,爬台阶和转向能力。本文还对这种月球机器人进行了转向性能分析 ,稳定性分析 ,运动重构分析。

为了满足五轮铰接式月球机器人 (FWALR)的避障及在月面上作业的要求 ,针对 FWALR的结构特点、月球上凹凸不平的三维地形和机器人车轮与地面的相互作用 ,提出了基于虚拟传感器的双向全局路径规划方法和降维法 .用此方法对 FWALR进行了全局路径规划及仿真试验 ,证实了这种全局路径规划方法的可行性

针对常规模糊控制的不足 ,提出一种模糊神经网络直接自适应控制 ,它结合了模糊控制、神经网络控制和自适应控制的优点 ,实现了模糊控制的智能化 ,并将其应用于月球机器人的定位控制中。仿真结果证明了该控制方案的优越性、有效性和可行性。