Статья

Название статьи СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОМПОНЕНТОВ ХОДОВОЙ ЧАСТИ САМОХОДНЫХ ШАССИ ПЛАНЕТОХОДОВ
Автор М.И. Маленков, В.А. Волов
Рубрика РАЗДЕЛ III. НАЗЕМНАЯ РОБОТОТЕХНИКА
Месяц, год 01, 2016
Индекс УДК 629.33.03-83
DOI
Аннотация Приведены результаты исследований, направленных на обобщение и систематизацию опыта разработки шасси колесных самоходных тихоходных автоматических планетоходов. Данные результаты являются дальнейшим развитием материалов на эту тему, опубликованных в настоящем журнале (2015 год, №1). При выборе базовых конструктивных параметров движителя главными критериями проходимости на деформируемых грунтах могут служить коэффициенты удельной полной и свободной тяги, а также коэффициент сопротивления качению колеса. В качестве критериев оценки эффективности схем балансирных подвесок предлагается в частности коэффициент удельной загрузки приводов колес. Он представляет реализуемый динамический фактор i-го мотор-колеса, определенный с учетом свойств грунта и рельефа. Идеальным является равенство этих коэффициентов, что теоретически достижимо при применении активных адаптивных подвесок. В качестве такой подвески предложено использовать механизмы шагания колесно-шагающего движителя. Для анализа эффективности работы подвески на пересеченной местности, при движении через одиночные препятствия, камни, выступы, предлагается критерий минимально-необходимого коэффициента сцепления. В статье рассматривается также ситуация, когда опорная поверхность движения и поверхность преодолеваемого одиночного препятствия имеют разные свойства. Это, например, верхняя часть камня, выступающая из песка. Двумерная картина ближе к реальным условиям и позволяет более информативно и наглядно оценить работу подвески. Приводится анализ подвески типа Rocker-Bogie, в которой бортовые балансиры связаны межбортовыми механизмами синхронизации, и подвески с двумя продольными тележками и поперечным балансиром, которую называют также трехточечной подвеской. В качестве расчетных ситуаций выбраны движение на подъемы по слабо связному грунту и преодоление одиночных препятствий. Получена количественная оценка преимуществ новой схемы подвески как при движении на крутых подъемах по слабо связному грунту, так и при преодолении одиночных препятствий на различных грунтах.

Скачать в PDF

Ключевые слова Планетоход; колесно-шагающий движитель; балансирная подвеска; система передвижения; проходимость.
Библиографический список 1. Агейкин Я.С. Вездеходные колесные и комбинированные движители. – М.: Машиностроение, 1972. – 184 с.
2. Агейкин Я.С. Исследование работы шин переменного давления на деформируемом грунте // Сборник «Проблемы повышения проходимости колесных машин». – М.: АН СССР, 1959. – С. 74-77.
3. Бабков В.Ф., Бируля А.К., Сиденко В.М. Проходимость колесных машин по грунту. – М.: Автотранспорт, 1959. – 208 с.
4. Бируля А.К. Исследование взаимодействия колес с поверхностью качения как основа оценки проходимости // Сборник «Проблемы повышения проходимости колесных машин». – М.: АН СССР, 1959.
5. Бочаров Н.Ф., Гусев В.И., Семенов В.М. и др. Транспортные средства на высоко эластичных движителях. – М.: Машиностроение, 1974. – 208 c.
6. Коротоношко Н.И. Краткий анализ принципиальных схем движителей для бездорожья по результатам экспериментальных работ НАМИ // Труды НАМИ. – Вып. 19. – М.: НАМИ, 1960.
7. Яковлев А.И. Конструкция и расчет электромотор–колес. – М.: Машиностроение, 1970. – 240 c.
8. Bekker M.G. Introdaction to Terrain-Vehicle System. The University of Michigan Press, Ann Arbor. 1969.
9. Беккер М.Г. Введение в теорию систем местность–машина. – М.: Машиностроение, 1973. – 520 c.
10. Анисов К.С., Мастаков В.И., Иванов О.Г. и др. Устройство и работа станции «Луна-17» и Лунохода -1 // Передвижная лаборатория на Луне Луноход-1 / ред. Виноградов А.П. – М.: Наука, 1971. – Т. 1. – С. 7-20.
11. Леонович А.К., Иванов О.Г., Павлов П.С. и др. Самоходное шасси Лунохода-1 как инструмент для исследования лунной поверхности // Передвижная лаборатория на Луне Луноход-1 / ред. Барсуков В.Л. – М.: Наука, 1978. – Т. 2. – С. 25-42.
12. Александров А.Л, Иванов О.Г., Бабков Ф.И. и др. Исследование подвижности Лунохода-1 при дистанционном управлении // Передвижная лаборатория на Луне Луноход-1 / ред. Барсуков В.Л. – М.: Наука, 1978. – Т. 2. – С. 43-47.
13. Авотиньш Е.В., Бородачев Б.В., Васин Ю.И. и др. Исследование работоспособности самоходного шасси на Луне // Передвижная лаборатория на Луне Луноход-1 / ред. Барсуков В.Л. – М.: Наука, 1978. – Т. 2. – С. 47-66.
14. Флоренский К.П., Базилевский А.Т., Зезин Р.Б. и др. Геолого – морфологические исследования лунной поверхности // Передвижная лаборатория на Луне Луноход-1 / ред. Барсуков В.Л. – М.: Наука. 1978. – Т. 2. – С. 102-135.
15. Кемурджиан А.Л., Громов В.В., Черкасов И.И. Шварев В.В. Автоматические станции для изучения поверхностного покрова Луны. – М.: Машиностроение, 1976. – 200 c.
16. Авотин Е.В., Болховитинов И.С., Кемурджиан А.Л. и др. Динамика планетохода / под ред. Б.Н. Петрова, А.Л. Кемурджиана. – М.: Наука, 1979. – 438 c.
17. Alexander Kemurjian. From the Moon Rover to the Mars Rover // The Planetary Report, CA, Pasadena. – 1990. – Vol. X, No. 4. – P. 4-11.
18. Маленков М.И. Создание «Лунохода-1» – выдающееся научно-техническое достижение ХХ века // Вестник ФГУП НПО им. С.А. Лавочкина. – 2011. – № 1. – С. 13-21.
19. Zhang YuHua1, Xiao Jie2, Zhang XiaoWei2 и др. Design and implementation of Chang’E-3 rover location system // Science China PRESS. – 2014. – P. 483-491.
20. Кемурджиан А.Л., Громов В.В., Кажукало И.Ф. и др. Планетоходы / под ред. Кемурджиан А.Л. – М.: Машиностроение. 1982. – 319 с.
21. Кажукало И.Ф. Колесно-шагающий движитель, как средство повышения проходимости // Передвижение по грунтам Луны и планет / под ред. А.Л. Кемурджиана. – М.: Машиностроение, 1986. – С. 141-185.
22. Кажукало И.Ф., Маленков М.И., Кемурджиан А.Л. Описание и некоторые результаты ходовых испытаний макетов планетоходов // Планетоходы. – 2-е изд. перераб. и доп. / под. Ред. Кемурджиан А.Л. – М.: Машиностроение, 1993. – С. 235-261.
23. Louis D. Friedman, Thomas Heinsheimer. Reasons to Be Proud Lessons of the Great Rover Adventure // The Planetary Report. CA, Pasadena, 1992. – Vol. XII, No. 6. – P. 16-18.
24. Gromov V.V. The Russian Death Valley Experience // The Planetary Report, CA, Pasadena, 1992. – Vol. XII, No. 6. – P. 14.
25. Луис Фридман. Солнечный парус – это технология будущего // Новости Космонавтики. – 2010. – № 09. – C. 70-72.
26. Brian D. Harrington and Chris Voorhees // The Ghallenges of Designing the Rocker-Bogie Suspension for the Mars Exploration Rover / Proc. of 37 Aerospace Mechanisms Symposium, Jonson Space Center, May 19-21, 2004.
27. Young A.H. Lunar and Planetary Rovers. – Springer, 2007. – P. 212-251.
28. MSL Curiosity Rover. – Режим доступа, http://mars.jpl.nasa.gov/msl свободный.
29. Mars Pathfinder Science Objectives. – Режим доступа: http://mars.jpl.nasa.gov/MPF/mpf/science_obj.html, свободный.
30. Mars Exploration Rovers. – Режим доступа: http://marsrover.nasa.gov/science/objectives.html, свободный.
31. Kucherenko V., Bogatchev A., M. van Winnendael. Chassis Concepts for ExoMars Rover // In Proc. 8th ESA Workshop on Advanced Space Technologies for Robotics and Automation (ASTRA), ESTEC, Noordwijk, the Netherlands. 2004.
32. Lee C.G-Y., Dalcolmo J., Klinkner S., et al. Design and manufacture of a full size breadboard ExoMars rover chassis // In Proc. 9th ESA Workshop on Advanced Space Technologies for Robotics and Automation (ASTRA), ESTEC, Noordwijk, the Netherlands. 2006.
33. Маленков М.И., Волов В.А., Гусева Н.К., Лазарев Е.А. Анализ подвижности марсоходов для разработки систем передвижения и алгоритмов управления планетоходами нового поколения // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. – № 1 (162). – C. 82-95.
34. Malenkov M.I., Volov V.A., Guseva N.K., Lazarev E.A. Increasing the Mobility of Mars Rovers by Improving the Locomotion Systems and Their Control Algorithms // Russian Engineering Research. – 2015. – Vol. 35, No. 11. – P. 824-831.
35. Apostoulopoulos D., Analytical Configuration of Wheeled Robotic Locomotion, Ph.D. Thesis, Carnegie–Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania, 2001.
36. Thomas Thьer. Mobility evaluation of wheeled all-terrain robots. Metrics and application // Dissertation submitted to Eidgenцssische Technische Hochschule Zьrichfor the degree of Doctor of Technical Sciences № 18160. Zurich, 2009. – 113 p.
37. Spirit Updates. Sols 2118-2124, December 17-24, 2009. – Режим доступа: http://marsrovers.jpl.nasa.gov/mission/status_spiritAll_2009.html#sol2118, свободный.

Comments are closed.