基于風帆雪橇的極地漫游機器人運動機理研究.pdf

1、近年來，隨著世界各國對南極科考的研究的深入，對機器人化科考裝備的需求也越來越迫切。目前，對輔助和局部代替科研人員進行科學活動的南極科考機器人系統(tǒng)已經(jīng)取得初步的成果，但對于深入南極大陸開展長期連續(xù)探測活動的機器人研究面臨解決能源動力自給自足的問題?？紤]到南極豐富的太陽能和風能資源，與此同時南極大陸降雪量低，地面相對平坦，只有少量的障礙物，擬構(gòu)建基于風帆雪橇的極地漫游機器人。該機器人系統(tǒng)對提高我國機器人化南極科考的廣度和深度具有重要的現(xiàn)實意

2、義。同時，其成果也將為其它移動機器人系統(tǒng)理論提供理論方法和技術支持，具有一定的理論意義。
　　首先，本文介紹了常見風能動力裝置和雪上行駛裝置的特點，選擇翼型風帆和雪橇作為動力裝置和行駛裝置，對以風帆和雪橇為主要構(gòu)件的風帆雪橇極地漫游機器人進行機構(gòu)模型設計。
　　從理論上分析了風帆的氣動力學原理，風帆各參數(shù)對風帆性能的影響，確定了機器人使用風帆相關參數(shù)，并使用計算流體力學軟件ANSYS-CFX仿真計算出風帆的氣動力學參數(shù)。

3、r>　　建立風帆坐標系、船體坐標系和轉(zhuǎn)向舵坐標系，分別建立風帆、雪橇和舵等構(gòu)件的力學模型，分析風帆的動力來源，雪橇的阻力等，并在此基礎上分析整機的力學性能，建立機器人的力學模型，得出了力學模型的數(shù)學表達式。
　　其次，使用MATLAB軟件根據(jù)建立的力學模型對機器人進行了最低行駛條件分析、航速分析、可行駛范圍分析以及轉(zhuǎn)向能力研究，分析風帆雪橇極地漫游機器人的運動機理。
　　再次，結(jié)合機器人的力學模型考慮傾覆力矩等不利因素對機器