机械工程学报

作者：王正印, 杨怀广, 兰清宁, 丁亮, 李楠, 高海波

单位：哈尔滨工业大学机器人与系统全国重点实验室 哈尔滨 150080

关键词：星球车轮,牵引性能,摩擦因数,评价指标,载荷；

基金：国家自然科学基金资助项目(52202498, 52302473, 52402498)。

随着星球巡视探测任务的复杂化，地面力学正由半经验模型向物理模型发展，新一代的星球车地面力学模型需要一种基于物理的牵引性能评价指标。针对星球车轮滑转沉陷的特点，分析沉陷量对轮-地接触摩擦因数的影响，提出等效摩擦因数作为牵引性能评价指标。设计单轮测试试验，得到车轮等效摩擦因数随滑转率呈现先增后减的变化趋势，等效摩擦因数的变化规律表明，星球车轮牵引力的增加是以沉陷量的增大为代价，而当滑转率超过最优驱动滑转率时，单位下沉所能提供的牵引力增量将减少，陷车的风险将增加。考虑载荷对车轮牵引性能的影响，利用二元线性方程建立了纵滑体积刚度与载荷的关系。在模拟星壤、石子以及石板地形上验证等效摩擦因数的有效性，试验结果表明，等效摩擦因数对不同车轮构型、运动以及地形条件下的车轮牵引性能均可进行定量评价。等效摩擦因数可以为星球车的驱动控制和风险预警提供参考。

来源：2024年第24期

《机械工程学报》期刊编辑部

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