六轮摇臂式探测车单驱动可折展悬架设计与仿真分析

摘要

悬架是探测车移动系统的重要组成部分，它连接车体与车轮，起到支撑车体，分配车轮载荷，提高探测车地形适应性的作用。其结构形式和性能直接影响着探测车移动系统的整体性能。在满足探测车移动性能的要求的前提下，使悬架系统具有折叠展开功能是探测车，尤其是深空星球探测车研究的重要课题，对减少探测车自身占用空间，减小运载器体积，提高运载可靠性具有重要意义。本文以六轮探测车主、副摇臂悬架为基本构型，研究展开驱动源少，折叠比大的折叠可展悬架结构。提出了单驱动展开，就位锁定的悬架总体方案。
　　以六轮探测车主、副摇臂式悬架为基本展开构型，确定了悬架折叠方式、工作原理和动作规划，制订了总体的折叠展开方案。在满足越障性能、稳定性、平顺性及车轮承受载荷的均匀性的要求下，分析选择主、副摇臂参数的影响因素，为合理选择悬架的结构参数奠定基础。
　　以车轮能耗最小为目标函数，利用ADAMS软件的优化模块对悬架展开状态的结构参数进行了优化，优化过程中考虑了各车轮转速的协调关系。对参数优化后探测车悬架的展开进行了运动学仿真，并测量了展开过程中前轮的位移-时间曲线、速度-时间曲线、加速度-时间曲线。
　　对应用折叠可展悬架的探测车移动系统进行了详细结构设计，合理选取了驱动电机，设计了差速机构及摇臂机构的传动件，设计了展开与锁定转换的离合器，计算并选取了实现离合所需的弹簧部件，对每个零件的工作情况进行分析，并对关键部件进行了应力应变分析、校核，最后完成了三维模型的创建，进而绘制施工图。
　　从几何条件和力学条件两方面分析了探测车越垂直障碍的能力，并用Adams进行仿真验证。对质心位置变化对越障性能影响进行了仿真分析，改变质心位置和俯仰角度，考察越障指标参数的变化。

目录

六轮摇臂式探测车单驱动可折展悬架设计与仿真分析

DESIGN AND SIMULATION ANALYSIS FOR FOLDED- DEPLOYED SUSPENSION OF SINGLEDRIVE SIX-WHEELED ROCKER-BOGIE EXPLORE ROVER

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题研究目的与意义

1.2 国内外的研究现状及分析

1.3 课题来源及主要研究内容

第2章 单驱动折叠可展悬架的总体方案设计

2.1 设计目标

2.2 悬架展开构型的确定

2.3 悬架折叠展开方案设计原则与实现方式

2.4 单驱动展开方案的确定

2.5 探测车悬架展开状态参数选择的考虑因素

2.6 悬架展开及折叠参数的初步设计

2.7 本章小结

第3章 折叠可展悬架参数优化与展开运动仿真分析

3.1 悬架结构参数优化

3.2 悬架展开运动仿真

3.3 本章小结

第4章 具有单驱动折叠可展悬架的移动系统结构设计

4.1 移动系统折叠可展悬架结构设计

4.2 车轮组件的设计

4.3 总装配体和总装配图

4.4 本章小结

第5章 移动系统的移动性能分析与仿真

5.1 越垂直障碍的建模分析

5.2 越障过程Adams 仿真

5.3 质心位置对越障性能影响的仿真分析

5.4 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢