載人月球車被動懸架系統(tǒng)設計及性能研究
發(fā)布時間:2021-03-10 09:06
載人月球車的懸架系統(tǒng)在月球車的車輪和車身間起到動力傳導、緩沖減振的作用,是影響整車越障性能、抗傾覆性、操縱穩(wěn)定性以及行駛平順性等性能指標重要組成部分。由于月面環(huán)境與地面環(huán)境差異較大,尤其是低重力場下懸架系統(tǒng)結構設計的各方面參數(shù)均受到影響,為使載人月球車具有與地面車輛接近的平順性、舒適性及操縱穩(wěn)定性,需要專門對月球車的懸架形式進行設計與分析。本文參考阿波羅載人月球車及越野車選擇了懸架結構型式,設計了懸架主要參數(shù)、導向機構的布置方式及各部分的具體結構,分析并計算了懸架系統(tǒng)在不同工況下的受力。建立了月球車懸架系統(tǒng)運動學和動力學模型,通過計算推導導向機構桿件間運動關系,分析了懸架桿件的運動學特性,計算了懸架系統(tǒng)固有頻率與振型。基于Matlab軟件中的Simulink模塊建立了等效振動模型,研究懸架系統(tǒng)在外界激勵下的時域、頻域響應情況,對比分析了懸架參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響;贏DAMS/View建立了月球車四分之一懸架系統(tǒng)的參數(shù)化模型并進行越障仿真,得到不同簧下質量、阻尼比下懸架系統(tǒng)動態(tài)響應參數(shù)隨時間變化曲線及功率譜密度,經(jīng)過對比分析驗證了懸架參數(shù)選擇的合理性。此外基于Ansys軟件中Wor...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
美國阿波羅月球車[5]
3哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文翻越障礙以及采集月壤標本。月球車一號共在月球表面進行了十個半月的探測,直至其攜帶的能源耗荊期間通過攝像機拍攝了兩萬多張照片,進行了500多次月壤力學特性試驗以及20多次化學成分分析,鉆取并采集190g月壤標本。月球車二號(Lunokhod-2)與月球車一號的任務基本一致,但攜帶了更多的探測設備,在月球表面進行了四個月的探測,拍攝了共計八萬余張月表照片月球車一號與月球車二號均采用的是扭力式杠桿獨立懸架。圖1-2蘇聯(lián)“Lunokhod”月球車[6]目前NASA宇航局提出了“重返月球”計劃,研制了一輛名為“Chariot”的月球卡車,如圖1-3所示[7]!癈hariot”翻譯成中文意為“戰(zhàn)車”,巨大的體型與其名稱十分相符!皯(zhàn)車”的質量為2000kg,可承載1000kg的有效載荷,最高時速為20km/h,可以翻越25度以內(nèi)的月面斜坡,有效行駛范圍為100km。“戰(zhàn)車”的宇航員需要站在駕駛臺上駕駛,而駕駛臺可以在360°范圍內(nèi)旋轉,以保證駕駛員更加清晰地了解周圍的環(huán)境!皯(zhàn)車”共有12個輪子,同樣可以全方位轉動。因此除了正常的前進、后退外,“戰(zhàn)車”還能夠完成左右的橫向行駛。圖1-3“Chariot”載人月球車[7]另外,歐洲空間局設計了Analog-1月球探測車,日本宇航局研制了月球母子探測車[8],隨著人類深空探測技術的不斷發(fā)展,更多的月球車概念方案將被提出。目前為止,除美國外的其他國家對載人月球車的研究較少。而美國方面新型載人月球車也正在順利地研制過程中。因此在載人月球車領域的研究中,美國的
3哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文翻越障礙以及采集月壤標本。月球車一號共在月球表面進行了十個半月的探測,直至其攜帶的能源耗荊期間通過攝像機拍攝了兩萬多張照片,進行了500多次月壤力學特性試驗以及20多次化學成分分析,鉆取并采集190g月壤標本。月球車二號(Lunokhod-2)與月球車一號的任務基本一致,但攜帶了更多的探測設備,在月球表面進行了四個月的探測,拍攝了共計八萬余張月表照片月球車一號與月球車二號均采用的是扭力式杠桿獨立懸架。圖1-2蘇聯(lián)“Lunokhod”月球車[6]目前NASA宇航局提出了“重返月球”計劃,研制了一輛名為“Chariot”的月球卡車,如圖1-3所示[7]!癈hariot”翻譯成中文意為“戰(zhàn)車”,巨大的體型與其名稱十分相符!皯(zhàn)車”的質量為2000kg,可承載1000kg的有效載荷,最高時速為20km/h,可以翻越25度以內(nèi)的月面斜坡,有效行駛范圍為100km!皯(zhàn)車”的宇航員需要站在駕駛臺上駕駛,而駕駛臺可以在360°范圍內(nèi)旋轉,以保證駕駛員更加清晰地了解周圍的環(huán)境!皯(zhàn)車”共有12個輪子,同樣可以全方位轉動。因此除了正常的前進、后退外,“戰(zhàn)車”還能夠完成左右的橫向行駛。圖1-3“Chariot”載人月球車[7]另外,歐洲空間局設計了Analog-1月球探測車,日本宇航局研制了月球母子探測車[8],隨著人類深空探測技術的不斷發(fā)展,更多的月球車概念方案將被提出。目前為止,除美國外的其他國家對載人月球車的研究較少。而美國方面新型載人月球車也正在順利地研制過程中。因此在載人月球車領域的研究中,美國的
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于ANSYS的某汽車懸架有限元分析[J]. 翟培培. 現(xiàn)代機械. 2019(02)
[2]空間機械臂水下試驗及其關鍵技術綜述[J]. 曾磊,孫鵬飛,陳明,金儼,劉賓. 載人航天. 2016(01)
[3]美國的中性浮力設備及其應用[J]. 馬愛軍,盧來潔,張磊,劉巍. 載人航天. 2012(04)
[4]空間微重力環(huán)境地面模擬試驗方法綜述[J]. 齊乃明,張文輝,高九州,霍明英. 航天控制. 2011(03)
[5]主被動結合式月球車懸架設計[J]. 蘇波,江磊,楊樹嶺,盧國軒. 機械設計與制造. 2011(05)
[6]基于ADAMS的載人月球車性能分析[J]. 黃淼,聶宏,陳金寶. 科學技術與工程. 2010(20)
[7]搖臂式月球車的運動學建模及懸架參數(shù)優(yōu)化[J]. 李所軍,高海波,鄧宗全. 西安交通大學學報. 2009(09)
[8]中國高校月球車研發(fā)成果豐碩[J]. 林一平. 中國航天. 2009(07)
[9]汽車懸架主要性能參數(shù)的匹配研究[J]. 王宇,秦峰,高連興. 拖拉機與農(nóng)用運輸車. 2006(02)
博士論文
[1]基于路面識別的車輛半主動懸架控制研究[D]. 秦也辰.北京理工大學 2016
[2]載人月球車懸架與車輪結構設計及性能研究[D]. 范雪兵.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]菱形車懸架系統(tǒng)優(yōu)化設計與動力學分析[D]. 毛建中.湖南大學 2009
[4]串聯(lián)多關節(jié)懸架六輪月球車移動系統(tǒng)及其關鍵技術研究[D]. 陶建國.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[5]車輛懸架系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 王維銳.浙江大學 2007
碩士論文
[1]基于ANSYS Workbench的某車架有限元分析及輕量化研究[D]. 趙艷梅.鄭州大學 2018
[2]火星巡視器低重力試驗系統(tǒng)二維跟蹤控制研究[D]. 張寧波.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[3]宇航員低重力模擬訓練被動外骨骼系統(tǒng)設計與仿真[D]. 江一帆.南京航空航天大學 2017
[4]車輛懸架系統(tǒng)及整車平順性研究[D]. 葉東.陜西科技大學 2017
[5]懸吊式低重力模擬系統(tǒng)研究[D]. 蔣銀飛.電子科技大學 2017
[6]月球車含隙鉸可展帆板原理樣機研制[D]. 喬國勇.燕山大學 2017
[7]懸吊法水平隨動控制系統(tǒng)設計[D]. 高揚.哈爾濱理工大學 2017
[8]載人月球車折展機構設計與分析[D]. 吳義舉.重慶大學 2016
[9]懸吊式宇航員低重力模擬系統(tǒng)動力學建模及控制分析[D]. 項升.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[10]機械臂多力場耦合仿真研究[D]. 沈曉鵬.北京理工大學 2015
本文編號:3074425
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
美國阿波羅月球車[5]
3哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文翻越障礙以及采集月壤標本。月球車一號共在月球表面進行了十個半月的探測,直至其攜帶的能源耗荊期間通過攝像機拍攝了兩萬多張照片,進行了500多次月壤力學特性試驗以及20多次化學成分分析,鉆取并采集190g月壤標本。月球車二號(Lunokhod-2)與月球車一號的任務基本一致,但攜帶了更多的探測設備,在月球表面進行了四個月的探測,拍攝了共計八萬余張月表照片月球車一號與月球車二號均采用的是扭力式杠桿獨立懸架。圖1-2蘇聯(lián)“Lunokhod”月球車[6]目前NASA宇航局提出了“重返月球”計劃,研制了一輛名為“Chariot”的月球卡車,如圖1-3所示[7]!癈hariot”翻譯成中文意為“戰(zhàn)車”,巨大的體型與其名稱十分相符!皯(zhàn)車”的質量為2000kg,可承載1000kg的有效載荷,最高時速為20km/h,可以翻越25度以內(nèi)的月面斜坡,有效行駛范圍為100km。“戰(zhàn)車”的宇航員需要站在駕駛臺上駕駛,而駕駛臺可以在360°范圍內(nèi)旋轉,以保證駕駛員更加清晰地了解周圍的環(huán)境!皯(zhàn)車”共有12個輪子,同樣可以全方位轉動。因此除了正常的前進、后退外,“戰(zhàn)車”還能夠完成左右的橫向行駛。圖1-3“Chariot”載人月球車[7]另外,歐洲空間局設計了Analog-1月球探測車,日本宇航局研制了月球母子探測車[8],隨著人類深空探測技術的不斷發(fā)展,更多的月球車概念方案將被提出。目前為止,除美國外的其他國家對載人月球車的研究較少。而美國方面新型載人月球車也正在順利地研制過程中。因此在載人月球車領域的研究中,美國的
3哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文翻越障礙以及采集月壤標本。月球車一號共在月球表面進行了十個半月的探測,直至其攜帶的能源耗荊期間通過攝像機拍攝了兩萬多張照片,進行了500多次月壤力學特性試驗以及20多次化學成分分析,鉆取并采集190g月壤標本。月球車二號(Lunokhod-2)與月球車一號的任務基本一致,但攜帶了更多的探測設備,在月球表面進行了四個月的探測,拍攝了共計八萬余張月表照片月球車一號與月球車二號均采用的是扭力式杠桿獨立懸架。圖1-2蘇聯(lián)“Lunokhod”月球車[6]目前NASA宇航局提出了“重返月球”計劃,研制了一輛名為“Chariot”的月球卡車,如圖1-3所示[7]!癈hariot”翻譯成中文意為“戰(zhàn)車”,巨大的體型與其名稱十分相符!皯(zhàn)車”的質量為2000kg,可承載1000kg的有效載荷,最高時速為20km/h,可以翻越25度以內(nèi)的月面斜坡,有效行駛范圍為100km!皯(zhàn)車”的宇航員需要站在駕駛臺上駕駛,而駕駛臺可以在360°范圍內(nèi)旋轉,以保證駕駛員更加清晰地了解周圍的環(huán)境!皯(zhàn)車”共有12個輪子,同樣可以全方位轉動。因此除了正常的前進、后退外,“戰(zhàn)車”還能夠完成左右的橫向行駛。圖1-3“Chariot”載人月球車[7]另外,歐洲空間局設計了Analog-1月球探測車,日本宇航局研制了月球母子探測車[8],隨著人類深空探測技術的不斷發(fā)展,更多的月球車概念方案將被提出。目前為止,除美國外的其他國家對載人月球車的研究較少。而美國方面新型載人月球車也正在順利地研制過程中。因此在載人月球車領域的研究中,美國的
【參考文獻】:
期刊論文
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[5]主被動結合式月球車懸架設計[J]. 蘇波,江磊,楊樹嶺,盧國軒. 機械設計與制造. 2011(05)
[6]基于ADAMS的載人月球車性能分析[J]. 黃淼,聶宏,陳金寶. 科學技術與工程. 2010(20)
[7]搖臂式月球車的運動學建模及懸架參數(shù)優(yōu)化[J]. 李所軍,高海波,鄧宗全. 西安交通大學學報. 2009(09)
[8]中國高校月球車研發(fā)成果豐碩[J]. 林一平. 中國航天. 2009(07)
[9]汽車懸架主要性能參數(shù)的匹配研究[J]. 王宇,秦峰,高連興. 拖拉機與農(nóng)用運輸車. 2006(02)
博士論文
[1]基于路面識別的車輛半主動懸架控制研究[D]. 秦也辰.北京理工大學 2016
[2]載人月球車懸架與車輪結構設計及性能研究[D]. 范雪兵.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]菱形車懸架系統(tǒng)優(yōu)化設計與動力學分析[D]. 毛建中.湖南大學 2009
[4]串聯(lián)多關節(jié)懸架六輪月球車移動系統(tǒng)及其關鍵技術研究[D]. 陶建國.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[5]車輛懸架系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 王維銳.浙江大學 2007
碩士論文
[1]基于ANSYS Workbench的某車架有限元分析及輕量化研究[D]. 趙艷梅.鄭州大學 2018
[2]火星巡視器低重力試驗系統(tǒng)二維跟蹤控制研究[D]. 張寧波.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[3]宇航員低重力模擬訓練被動外骨骼系統(tǒng)設計與仿真[D]. 江一帆.南京航空航天大學 2017
[4]車輛懸架系統(tǒng)及整車平順性研究[D]. 葉東.陜西科技大學 2017
[5]懸吊式低重力模擬系統(tǒng)研究[D]. 蔣銀飛.電子科技大學 2017
[6]月球車含隙鉸可展帆板原理樣機研制[D]. 喬國勇.燕山大學 2017
[7]懸吊法水平隨動控制系統(tǒng)設計[D]. 高揚.哈爾濱理工大學 2017
[8]載人月球車折展機構設計與分析[D]. 吳義舉.重慶大學 2016
[9]懸吊式宇航員低重力模擬系統(tǒng)動力學建模及控制分析[D]. 項升.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[10]機械臂多力場耦合仿真研究[D]. 沈曉鵬.北京理工大學 2015
本文編號:3074425
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