机械工程学报

作者：袁野, 杨怀广, 丁亮, 兰清宁, 杨超杰, 高海波, 邓宗全

单位：哈尔滨工业大学机器人技术及系统国家重点实验室 哈尔滨 150080

关键词：地面力学,载荷影响,沉陷指数,灵敏度分析,星球车；

基金：国家重点研发计划(2022YFB4702300)、国家自然科学基金(52005122，52205011)、黑龙江省自然科学基金(LH2022E054)和中央高校基本科研业务费专项资金(HIT.OCEF.2023042，2023FRFK02018)资助项目。

星球车在上下坡或以蠕动、抬轮等步态移动时，车轮的垂直载荷会发生明显变化，分析载荷对轮地相互作用的影响可以对星球车地面巡视任务提供支持。利用单轮测试台进行多种载荷情况下的单轮试验，得出车轮沉陷量、驱动阻力矩和挂钩牵引力随垂直载荷的变化规律。以240 kg火星车六轮均载的近似载荷值160 N作为典型情况，采用基于泰勒级数和Sobol方差分解的解析方法分析轮地相互作用模型中各参数的灵敏度。结果表明，承压特性参数沉陷指数和剪切特性参数土壤内摩擦角具有较高的灵敏度。结合试验数据及各参数灵敏度，分析车轮载荷对轮地相互作用模型的影响，建立反映载荷影响的沉陷指数模型，该模型对试验数据的拟合优度可达0.99，对挂钩牵引力的估计误差大部分在±5 N以内，对车轮沉陷量的估计误差不超过3 mm。

来源：2024年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

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