基本信息
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：為月球車轉向輪形式選擇和正交偏心量的確定提供理論依據。 基本思路：根據月球車車輪與土壤作用的特點，對車輪轉向過程進行力學分析，建立圓柱輪、鼓形輪在正交偏心轉向情況下的力學模型，數值計算其偏心量與轉向力矩的關系。用實驗驗證理論分析的正確性。
科學性、先進性及獨特之處
- 科學性與先進性：充分考慮月球車車輪在土壤中運動狀況，利用Janosi剪切模型、Hegedus的推土阻力理論等車輪與土壤作用理論與力學原理，建立車輪與土壤作用力學模型，并運用計算機仿真與檢測技術對車輪轉向時的受力狀況進行了仿真計算和實驗驗證。 獨特之處：將車輪與土壤作用力學理論應用到月球車車輪與月球土壤作用中，模仿月球土壤環(huán)境對所建力學模型進行了實際檢驗。
應用價值和現實意義
- 該論文為月球車車輪結構形式的選擇和正交偏心量的設定提供了可靠的理論依據，對月球車的研制具有重要的實際應用價值。
學術論文摘要
- 本文對剛性車輪與土壤相互作用的轉向力學特性進行了深入的分析和研究，建立了圓柱輪、鼓形輪在正交偏心轉向情況下的力學模型，數值計算了其偏心量與轉向力矩的關系。設計了能夠實現正交偏心轉向的實驗裝置。利用該實驗裝置，測量了圓柱車輪和鼓形輪在正交偏心情況下的轉向力矩，分析比較了兩種車輪轉向性能的優(yōu)劣。
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 無
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 近年來，世界各空間大國掀起了太陽系深空探測的熱潮，先后對月球、火星、小行星、彗星等太陽系天體進行了全方位、多手段的探測，深入研究各天體的地質特性和所處的空間環(huán)境，探索行星系統(tǒng)的形成和演化歷史，尋求解決太陽系起源和生命起源的最基本問題。在阿波羅登月計劃25年后，美國展開了重返月球的探測活動，1994年的“克萊門汀”(Clementine)和1998年的“月球勘探者”(Lunar Prospector)計劃對月球進行了全面細致的探測工作。為填補我國航天技術領域空白、提高國家地位、推進航天領域的國際合作、加速我國科技發(fā)展與進步及月球資源開發(fā)利用，我國也已實施啟動了“嫦娥工程”探月計劃。 探月計劃中，登月車是重要的工具，而登月車車輪及轉向機構是影響其在月球表面運行平穩(wěn)和可靠的重要部件，研制登月車必須要設計合理的車輪和轉向機構。美國噴氣式實驗室研制的“索杰納”（Sojouner）號探測車的驅動裝置置于輪內，轉向裝置在輪子的上方和驅動軸垂直布置。這種布置方式是目前國內外普遍采用的一種驅動軸轉向軸布置方式，它簡單實用，能夠滿足行星探測車的驅動轉向要求。并且它與地面接觸的力學模型比較簡單，因此這種布置方式的轉向性能評價就比較簡單一些。 2003年6月和7月，美國噴氣式實驗室研制的火車探測車“勇氣號”和“機遇號”所采用的驅動軸與轉向軸的布置方式與以往采用的方式有很大不同。這種轉向結構是為了實現在發(fā)射過程中行星車的折疊而設計的。由于“勇氣號”展開后的體積非常大，所以在發(fā)射過程中必須把它折疊起來，在折疊過程中，為了節(jié)省空間，就要求它的驅動和轉向裝置都放置于輪內，于是就產生了一種轉向軸和驅動軸成一定夾角非正交放置于輪內的轉向裝置。但這種結構不適用于體積較小的登月車。 目前，國內的行星探測車和特種輪式機器人的車輪都是采用輪內驅動方式和輪外布置轉向系統(tǒng)方式。如同“索杰納”號的布置方式，或者是做一下改進，把轉向裝置放在車輪的一側。
