面向松软星壤沉陷探测的感知车轮设计文献综述

 2023-04-11 11:04

文献综述

1.1研究背景及意义20世纪 60年代,人类开始了对外星球的探测。

20世纪末以来,美国、中国等对月球、火星等星球进行了探测。

对月球、火星等星球的探测可以展示一个国家的科技水平[1]。

而在星球探测中,又以移动机器人为主,其中尤其以轮式移动机构以其地形适应性强、运动灵活、效率高、功耗低、可携带大量仪器等优势,广泛应用于各类月球车和火星车,是发达国家执行勘探任务不可缺少的重要工具。

不过外星行星上的环境却很复杂,表面柔软,重力低,这使得轮式移动机构很容易下沉和打滑,而探测机器人在大滑移条件下可能会出现过度下沉,并可能影响勘测任务。

因此预测车轮在打滑条件下的下沉性能对于探测车的开发和性能评估非常重要[2]。

目前基于激光雷达或视觉导航的相关技术可避开大多数像陨坑、沙丘、沟壕等非结构危险,虽然这种方法对于某些应用可能已经足够,但在接近系统性能极限的情况下运行(例如以松散的沙土为主的行星表面,星球车在行驶时常由于车轮滑转和沉陷而导致移动机构的牵引性或动力性下降,会造成运动受阻,严重妨碍机器人探测任务的开展。

),通常需要对机器人-地形交互进行更复杂的分析。

例如,2005年美国机遇号火星车发生原地打滑,陷入松软的Purgatory沙丘中,花费了5周时间才成功脱险;2009年勇气号火星车也发生打滑,陷入了Home Plate高原的沙土中,经过长时间营救未能成功,不得不结束其移动生命而成为一个固定科研平台。

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