對地外行星天體的探測,對人類來說意義深遠(yuǎn)。通過對地外星球的探測,有助于人類對宇宙產(chǎn)生更深刻的了解。對地外星球的探索程度同時也代表著國家科技的發(fā)展程度,探測機器人是目前針對地外星球探測的主要探測工具。目前針對月球和火星地表進行探測的探測機器人,因為地表光線好,都可以采用太陽能和蓄電池聯(lián)合供電的方式供電,也可以使用電子電路系統(tǒng)完成一系列的功能,例如路徑規(guī)劃和導(dǎo)航。但是對于表面光線暗淡,溫度高、溫差大、存在高濃度的放射性物質(zhì)、高濃度的腐蝕性物質(zhì)的星球表面的探測,目前的探測機器人并不能很好的進行科學(xué)探測活動。因此開展關(guān)于能適應(yīng)惡劣星球表面環(huán)境的探測機器人的研究工作具有重要的價值和意義。本文提出一種新型的星球探測機器人。該探測機器人不含有傳統(tǒng)的傳感器、計算機和供電系統(tǒng),將使用齒輪、摩擦輪、齒輪齒條機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等純機械構(gòu)件完成能量的生成、傳遞、避障行走等功能,實現(xiàn)多模態(tài)運動。本文主要研究內(nèi)容如下:（1）基于現(xiàn)有的地外星球探測車的的研究,在文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上,分析了已有的月球探測機器人和火星探測機器人的優(yōu)點和不足,提出使用純機械的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)探測機器人的自主規(guī)劃路徑、自主避障行走的機理,并完成無電力驅(qū)動... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１蘇聯(lián)Ｌｕｎｏｋｈｏｄ－１星球探測機器人??Ｆｉｇｌ．ｌ?Ｓｏｖｉｅｔ?Ｌｕｎｏｋｈｏｄ－１?ｐｌａｎｅｔａｒｙ?ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ?ｒｏｂｏｔ??

??圖１．２旅居車號星球探測機器人??Ｆｉｇｌ?．２?Ｔｒａｖｅｌ?ｃａｒ?ｐｌａｎｅｔ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｒｏｂｏｔ??２〇〇４年１月３日勇氣號在火星表面一側(cè)著陸，同年１月２５日，機遇號在火星??表面另一側(cè)著陸。探測車長１．６ｍ，寬２．３ｍ，高１．５ｍ，質(zhì)量１８０ｋｇ，兩個前輪和２??個后輪分別裝有操縱電機，這樣火星車能夠轉(zhuǎn)彎、完全旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)向等，并且可以在??任意方向傾斜４５°而不發(fā)生傾倒。火星車在平坦的地面上的最高行駛速度為??５０ｍｍ／ｓ，平均速度為１０ｍｎｉ／ｓ［１６］。勇氣號和機遇號搭載了大量的電子電路系統(tǒng)，包??括通信系統(tǒng)、攝像機拍攝系統(tǒng)以及計算機計算系統(tǒng)，計算機每秒能執(zhí)行兩萬條指令，??火星車與地球的數(shù)據(jù)傳輸１次需要大概９ｍｉｎ的時間，往返傳輸１次則需要２０ｍｉｎ??的傳輸時間，所以單靠地球表面的實時控制難度非常大，所以火星車采用了危險規(guī)??避系統(tǒng)

的傳輸時間，所以單靠地球表面的實時控制難度非常大，所以火星車采用了危險規(guī)??避系統(tǒng)，即火星車每行駛ｌ〇ｓ，就停止２０ｓ，以便觀察周圍地形，做出合理并及時??的判斷，如圖１．３所示為勇氣號和機遇號火星探測機器人。??（ａ）勇氣號?（ｂ）機遇號??（ａ）?Ｓｐｉｒｉｔ?（ｂ）?Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ??圖１．３勇氣號與機遇號星球探測機器人??Ｆｉｇｌ．３．?Ｓｐｉｒｉｔ?ａｎｄ?Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ?Ｐｌａｎｅｔ?Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?Ｒｏｂｏｔ??２０１２年８月６日，好奇號火星探測車在火星表面著陸，車長３ｍ，高２．１ｍ，??寬２．７ｍ。實際工作時間６８６天，行駛大約１９ｋｍ。主要任務(wù)是探索火星的蓋爾撞擊??坑“好奇”號的動力由一臺多任務(wù)放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器提供，其本質(zhì)上是一塊核??電池［１７］。因為使用了核動力。該系統(tǒng)主要包括兩個組成部分：一個裝填钚－２３８二??氧化物的熱源和一組固體熱電偶，可以將钚－２３８產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電力。這一系??－４－??


本文編號：3100626