CN113460335A - 一种主动悬架式星球车爬坡方法 - Google Patents

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王瑞
潘冬
袁宝峰
林云成
刘雅芳
邹猛
张泽洲
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Jilin University
Beijing Institute of Spacecraft System Engineering
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Jilin University
Beijing Institute of Spacecraft System Engineering
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    • B64G1/16—Extraterrestrial cars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
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    • B60G2800/019—Inclination due to load distribution or road gradient
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Abstract

本发明公开了一种主动悬架式星球车爬坡方法，主动悬架式星球车由具备独立转向的车轮和能主动调节车体高度的悬架组成，该方法是：利用主动悬架式星球车多轮独立转向的特点，让车身保持车头直接上坡的方向，各轮转向向同一方向旋转同一角度，爬坡一段距离后，各轮转向向另一方向旋转同一角度，再进行爬坡，如此循环，实现“之”字形上坡路线；所述车轮旋转的角度为0～90゜。本发明的“之”字形爬坡路线，全过程无直接向上爬坡的过程，减小了爬坡过程中对牵引力，提高星球车的爬坡能力和车体稳定性。利用主动悬架式星球车悬架可升降的特点，降低车身高度，增加了极端情况下车体的稳定性。

Description

一种主动悬架式星球车爬坡方法
技术领域
本发明属于航天技术领域，涉及一种主动悬架式星球车爬坡方法，用于提高星球车爬坡能力和稳定性。
背景技术
二十一世纪是人类全面开展深空探测和开发的新时代，月球、火星更是成为世界各国探测的重点。随着探测技术的进步和探测工作的深入，越来越多的星球车加入到探测器的行列，在地外天体实现了表面巡视。
与地球上普通车辆的巡视不同，地外天体表面都是天然形成的非铺装路面，这种路面的特点一是大部分区域土壤松软，车轮易滑转，牵引力大大减小，在上坡时往往不能直接爬坡，而是采用类似“盘山公路”的曲线方式上坡，但这种方式在曲线拐弯时仍然会出现星球车直接上坡的路段，影响爬坡能力；二在车体斜向上爬坡时，车身稳定性本就低于车体直接向上爬坡(因为一般的车体都是前后的长度尺寸大于左右的宽度尺寸)，此时除了坡度本身对车体稳定性的降低以外，路面不平造成的车体倾斜更是让这种不稳定性变得更加恶劣，可能出现无法爬坡或爬坡时侧翻的危险。
发明内容
本发明的目的是解决星球车爬坡过程中直接向上爬坡牵引力不够的问题，而提供一种主动悬架式星球车爬坡方法，本发明能够提高爬坡时的车体稳定性。
一种主动悬架式星球车爬坡方法，该方法是：
利用主动悬架式星球车多车轮独立转向的特点，让车身保持车头直接上坡的方向，各车轮转向向同一方向旋转同一角度，爬坡一段距离后，各车轮转向向另一方向旋转同一角度，再进行爬坡，如此循环，实现“之”字形上坡路线；
根据土壤松软程度及坡度大小，所述车轮旋转的角度为0～90゜。
本发明的有益效果：
1、利用主动悬架式星球车多轮独立转向的特点，设计的“之”字形爬坡路线，全过程无直接向上爬坡的过程，车体也始终保持车头向上的姿态，既减小了爬坡过程中对牵引力的需求，又使车体始终处于最大稳定状态，能够有效提高星球车的爬坡能力和车体稳定性，增强星球车的环境适应性，扩大运动范围，在未来的星球车巡视任务规划中具有非常强的实际应用意义。
2、利用主动悬架式星球车悬架可升降的特点，降低车身高度，增加极端情况下车体的稳定性。
附图说明
图1是主动悬架式星球车的侧视图。
图2是主动悬架式星球车的俯视图。
图3是主动悬架式星球车“之”字形爬坡示意图。
具体实施方式
如图1所示，主动悬架式星球车由具备独立转向的车轮和能主动调节车体高度的悬架组成，车轮数量为四轮或更多，本实施例以六轮为例进行说明。
主动悬架式星球车包括六套车轮驱动机构、六套车轮转向机构1、两套夹角调整机构2、两套离合器机构3和一套差动机构4，以及由两套主摇臂5、两套副摇臂6、六套转向臂组成的悬架结构。十七套机构中除差动机构为被动机构，其余十六套机构均为主动机构。
采用主动悬架使得火星车具有如下优点：
1、每个车轮配备独立转向机构，可以独立实现任意转向角度；
2、可改变车体质心高度，从而减小爬坡时前后车轮的载荷和车轮驱动力矩的差异，提高火星车爬坡能力。
如图2所示，一种主动悬架式星球车爬坡方法，该方法的步骤为：
(1)车身保持车头直接上坡的方向，各轮转向向同一方向旋转同一角度图2的步骤(1)中车轮方向由虚线向实线旋转，所有车轮保持同一速度前进。根据土壤松软程度及坡度大小，旋转在角度在0～90゜之间；
(2)爬坡一段距离后，停止前进；各轮转向向另一方向旋转同一角度，图2的步骤(2)中车轮方向由虚线向实线旋转，所有车轮保持同一速度前进；
(3)爬坡一段距离后，停止前进；各轮转向向另一方向旋转同一角度，图2的步骤(3)中车轮方向由虚线向实线旋转)，所有车轮保持同一速度前进；
(4)重复步骤(2)和步骤(3)，直至运动到期望位置。

Claims (2)

1.一种主动悬架式星球车爬坡方法，主动悬架式星球车由具备独立转向的车轮和能主动调节车体高度的悬架组成，其特征在于：该方法是：
利用主动悬架式星球车多轮独立转向的特点，让车身保持车头直接上坡的方向，各轮转向向同一方向旋转同一角度，爬坡一段距离后，各轮转向向另一方向旋转同一角度，再进行爬坡，如此循环，实现“之”字形上坡路线。
2.根据权利要求1所述的一种主动悬架式星球车爬坡方法，其特征在于：所述车轮旋转的角度为0～90゜。
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