简要介绍了变质心月球车(CMR-1)的设计要求和机械结构,并基于地面力学的知识,从分析月球车轮地接触力学特性入手,对变质心月球车行走过程中车轮下陷量、运动阻力和牵引力等进行了分析。通过对移动性能的分析,得到了构型参数(车轮参数、质心位置)和地形参数与下陷量、运动阻力、牵引力等性能参数间的关系曲线,给出了月球车车轮、质心位置和轮距等构型参数的设计原则,论证了质心对于月球车移动性能的重要性。最后对变质心月球车进行了仿真分析,验证了其优越的越障性能。
为了在复杂的轮地相互作用和运动学限制条件下,实时地估计轮地接触角和滑移量以精确引导和控制月球车,首先分析了月球车视觉导航的数学模型,建立了带有滑移和接触角的运动学方程,然后,将驱动和导航系统构成闭环,并实测月球车质心运动路径的数据,提出了一种用观测器识别滑移量和轮地接触角的方法.此法可保证月球车准确、安全运行,提高了控制精度.仿真和实验结果表明了该方法的有效性和可行性.