在航空航天領(lǐng)域的月球采樣方向,由于月壤平均厚度過(guò)高,以及采樣系統(tǒng)自身動(dòng)力限制,采集深層次的月壤樣本難度很大。月球隕石坑的崖壁處月壤堆積層次分明,鉆進(jìn)深度會(huì)顯著減少,但常見(jiàn)的探測(cè)裝置難以適應(yīng)傾斜度較大的崖壁環(huán)境。本文提出了利用蛇形機(jī)器人對(duì)隕石坑探測(cè)的創(chuàng)新概念,蛇形機(jī)器人重心低、穩(wěn)定性好、靈活性高、環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng),可高效的對(duì)采樣工作進(jìn)行支持。針對(duì)以上問(wèn)題,本文基于蛇的生物特征設(shè)計(jì)了蛇形機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)型,建立了隕石坑崖壁環(huán)境下的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型,搭建離散元技術(shù)-多體動(dòng)力學(xué)聯(lián)合仿真平臺(tái),建立月壤環(huán)境模型,對(duì)蛇形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)策略進(jìn)行了優(yōu)化研究。探究了生物蛇的特征和運(yùn)動(dòng)步態(tài),基于仿生原理和月壤環(huán)境設(shè)計(jì)了蛇形機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)型,設(shè)計(jì)頭部、關(guān)節(jié)、尾部多模塊正交連接,并合理選擇驅(qū)動(dòng)方式,設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)部件增加在月壤環(huán)境下的密封性。合理對(duì)三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行多次簡(jiǎn)化至仿真分析專用模型。建立坐標(biāo)模型,分析地面摩擦力模型,建立單節(jié)模塊的地面摩擦力模型;基于壓力沉陷理論,建立單節(jié)模塊的月壤阻力模型;最后建立蛇形機(jī)器人整體受力方程�；陔x散元理論,利用分形維數(shù)概念建立多種月壤顆粒模型,堆積隕石坑初始月壤環(huán)境,模擬隕石坑環(huán)境;基... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1月球地貌分布圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文過(guò)隕石撞擊形成的隕石坑崖壁，在相同的厚度將會(huì)存在更長(zhǎng)年代的月壤因此，對(duì)月崖的地質(zhì)剖面進(jìn)行探測(cè)，可以極大地促進(jìn)人類對(duì)月球構(gòu)造的認(rèn)。開(kāi)展月球隕石坑崖壁探測(cè)機(jī)器人技術(shù)的研究，對(duì)于實(shí)現(xiàn)月球探測(cè)的科具有極其重要的價(jià)值和意義。

展現(xiàn)狀及的蛇形機(jī)器人方面的技術(shù)，對(duì)國(guó)內(nèi)外具有了解。蛇形機(jī)器人重心低，靈活度高的特點(diǎn)人發(fā)展現(xiàn)狀機(jī)器人領(lǐng)域的先驅(qū)，研制了很多種蛇形機(jī)器蛇形機(jī)器人，其機(jī)器人原型 Active Cord M型由一系列互連模塊組成，每個(gè)模塊內(nèi)部持免在移動(dòng)時(shí)橫向滑動(dòng)并減少切向摩擦，在每控制仍采用主控制方式，沒(méi)有準(zhǔn)確的反饋控機(jī)器人由于結(jié)構(gòu)上的原因，只能實(shí)現(xiàn)平面旋足實(shí)際用途[21-29]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]攀爬蛇形機(jī)器人的研究[D]. 孫洪.上海交通大學(xué) 2007

碩士論文
[1]蛇形機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 王生棟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



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