轮式空间探测机器人移动机构创新设计研究

"本文主要探讨了空间探索机器人的移动机构，特别是轮式移动机构的设计方法，包括构形创新和构形组合。" 在空间探索领域，移动机构是关键组成部分，它决定了机器人的运动性能和任务执行能力。轮式移动机构由于其轻巧、构造简洁以及高效运动的优势，被广泛应用于美国和前苏联的空间探测机器人。本文以此为切入点，深入研究了轮式移动机构的创新设计。 首先，作者将轮式机器人移动机构的设计问题归纳为构形创新和构形组合两大部分。构形创新涉及到全新机构形态的设计，而构形组合则是通过对已有组件的不同组合来创建新的移动机构。这种分类方法为设计过程提供了理论框架。 在第二部分，文章介绍了基于构形组合的设计方法的基础理论。同构的概念被用来描述具有相同拓扑结构的运动链或机械装置，而子构形则是构成整个移动机构的基本单元，如轮系、悬架和车体。每个子构形的数量（选择度DOC）为设计提供了多样性的可能。 接着，文章详细定义了子构形集合，例如轮系集合W、悬架构形集合S和车体集合B。构形组合则是通过这些子构形的连接形成完整的机器人移动平台，如Ri=(Wi,Bi,Si)，其中Wi、Bi、Si分别代表选自轮系、车体和悬架的特定构形。所有可能的构形组合构成了解空间R。 在第三部分，作者分析了国内外空间探测机器人的移动机构，提取出基本构形，并在此基础上提出了多种创新构形，旨在提高机器人的适应性和任务执行效率。 第四部分，利用构形组合的方法，设计了一系列空间探测机器人的具体方案，并对这些方案进行了分析和比较，以评估其性能和潜在的应用场景。 总结来说，本文通过对轮式空间探测机器人移动机构的深入研究，不仅提出了构形创新和构形组合的设计策略，还展示了如何通过这种方法来开发新型机器人平台。这样的研究对于推动空间探索技术的发展，提升机器人在极端环境下的任务执行能力具有重要意义。