一种星球车移动系统宽度与纵向长度设计方法技术方案

本发明专利技术属于车辆技术领域，涉及一种星球车移动系统宽度与纵向长度设计方法，适用于星球车纵向、横向尺寸设计。该方法首先建立根据星球车离地高度决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系，然后再建立根据星球车容许的横向倾斜条件决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系，接着建立根据星球车容许的纵向倾斜条件决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系；最后建立星球车在遇到不可逾越的障碍之前平均行驶距离Lf与星球车宽度之间的函数，确定星球车移动系统的宽度B，纵向长度L的取值范围，根据本发明专利技术的方法设计的星球车移动系统纵向、横向外形尺寸，能够使星球车在遇到不可逾越的障碍之前的平均行驶里程达到最大。

【技术实现步骤摘要】
一种星球车移动系统宽度与纵向长度设计方法
本专利技术属于车辆
，涉及一种星球车移动系统宽度与纵向长度设计方法，适用于星球车纵向、横向尺寸设计。
技术介绍
从登陆月球、火星表面的星球车传回的资料中充分证明，星球表面上存在着大量的致密性表面的石块，有的石块是星球车无法逾越的，为了让星球车躲避那些不可逾越的石头，在石林中穿行，合理设计星球车的纵、横尺寸至关重要。一般的设计方法主要根据地面车辆的设计理论和经验进行设计，没有科学考虑星球环境，缺乏有效的理论依据，不能保证星球车设计最优。按照这种方法设计的星球车，也可以在星球表面实际行走，但是不能保证星球车在遇到不可逾越的障碍之前的平均行驶里程最大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种星球车移动系统宽度与纵向长度设计方法。从星球车沿着星球表面行驶的有效性的角度出发，使得到的星球车在遇到不可逾越的障碍之前的平均行驶里程达到最大。本专利技术的技术方案是，一种星球车移动系统宽度与纵向长度设计方法，该方法包括以下步骤：步骤1、依据星球车的需要满足的条件得到下列参数函数：（1）根据星球车离地高度决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系如下：公式中各参数的含义为：Lld–根据离地高度确定的星球车的行驶距离；B—星球车移动系统的宽度；kv—位于星球车附近石块的系数；S—星球车预定的移动区域面积；k和N—石块分布系数；HL—车底盘最低点离地高度值；L—星球车移动系统的纵向长度；Kf—石块在星球表面以上部分的宽高比；LM-最短刹车距离或加速距离；B*L为一常量；（2）根据星球车容许的横向倾斜条件决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系如下：Hkk—星球车横向轴线上的容许倾斜高度；（3）根据星球车容许的纵向倾斜条件决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系如下：Hkd—星球车纵向行驶时的容许倾斜高度；步骤二、建立星球车在遇到不可逾越的障碍之前平均行驶距离Lf与星球车宽度之间的函数关系：Lf=min(Lld,LD，L1)步骤三、依据Lf确定的取值条件，以及其他参数的取值，确定星球车移动系统的宽度B，纵向长度L的取值范围。本专利技术的技术效果是：根据本专利技术的方法设计的星球车移动系统纵向、横向外形尺寸，能够使星球车在遇到不可逾越的障碍之前的平均行驶里程达到最大（星球车到不可逾越的障碍之间的平均行驶里程达到最大）。附图说明本专利技术共有1幅附图。图1为本专利技术的一种星球车移动系统宽度与纵向长度设计方法，遇到不可逾越的障碍之前的平均距离(Lf)与星球车宽度(B)之间的关系曲线；其中k=0.5;KL=0.4m。具体实施方式下面对本专利技术进一步详细地描述。本专利技术的一种星球车移动系统（简称星球车）宽度与纵向长度设计方法，其特征在于，实施步骤如下：步骤一、1）首先根据车体离地高度、环境参数（星球表面石块分布统计规律）计算出星球车安全行驶的路径的长度Lld。根据星球车离地高度决定的在星球表面星球车可以安全行驶的距离Lld的函数关系如下：公式中各参数的含义为：Lld–根据离地高度确定的星球车的行驶距离；B—星球车移动的宽度；kv—位于星球车附近石块的系数；S—星球车预定的移动区域面积，规定星球车要求达到的预期探测面结范围；k和N—石块分布系数；HL—离地高度值；L—星球车的纵向长度；Kf—石块在星球表面以上部分的宽高比；LM-采用必要措施避免发生危险所需要行驶距离。（为了越过不可逾越的障碍或者及时停车机动所需要行驶距离，通常是最短刹车距离或加速距离）。其中，星球车预定的移动区域面积S，星球车移动的宽度B与星球车的纵向长度L的乘积，车底盘最低点离地高度HL，星球车在纵向轴容许的倾斜高度Hkd，星球车在横向轴容许的倾斜高度Hkk，最短刹车距离或加速距离LM，作为设计星球车的已知条件给出，B为星球车移动的宽度，可以认为是星球车的宽度，为要求确定的参数值。kv、Kf作为给出的已知条件，kv优选范围是0.1—1，Kf优选值为1.5。车轮半径与d相当，kv取0.5；车轮半径大于d，kv取0.5-1，车轮半径小于d，kv取0.1-0.5，d为要求跨过的石块的尺寸，设计的星球车需要跨过的石块的尺寸，一般指高度。k和N为石块分布系数，与预定的移动区域面积内所关注石块尺寸有关，通过实地观察、照片等应用统计拟合得到；其确定方法通常采用本领域常用技术手段，例如：通过公式Nk＝k·dN计算得到k值。其中，公式中Nk为一定区域内尺寸大于d的石块的数量。依据从星球表面拍下的照片，数出尺寸大于d的石块的数量，即为Nk，一般指数N取-3（根据多个照片，按照上述方法得到多个关于k和N方程，经过拟合，得到N=-3），代入上述公式计算得到k的值。2）根据横向倾斜条件确定星球车的安全行驶距离L1。根据星球车容许的横向倾斜条件决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系如下：公式中各参数的含义为，L1–根据容许的横向倾斜度确定的星球车的行驶距离；Hkk—星球车横向轴线上的容许倾斜高度；相同参数含义见上。3）根据纵向倾斜条件确定星球车的安全行驶距离LD。根据星球车容许的纵向倾斜条件决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系如下：LD—根据横向倾斜度确定的星球车的行驶距离；Hkd—星球车纵向行驶时的容许倾斜高度；相同参数含义见上。步骤二、建立星球车到不可逾越的障碍之间的平均行驶距离Lf(即星球车遇到不可逾越的障碍之前平均行驶距离)与星球车宽度之间的函数关系，因此，令Lf=min(Lld,LD，L1)依据上述移动系统平均行驶里程达到最大的判断准则，确定星球车在遇到不可逾越的障碍之前平均行驶的距离的函数建立原则是需取Lld,LD和L1的最小值，即星球车纵、横向尺寸优化设计的准则是，星球车在遇到不可逾越的障碍之前平均行驶距离Lf的函数建立原则是取三者中的最小值。步骤三、依据Lf需要满足的条件，以及设计中其他参数的取值（要求的条件），确定星球车宽度的取值范围，即得到星球车的宽度。本专利技术如下实例中所确定的满足的条件是，使星球车在遇到不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星球车移动系统宽度与纵向长度设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、依据星球车的需要满足的条件得到下列参数函数：（1）根据星球车离地高度决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系如下：L1d=S(B+HL·kv)·k·(HL)N-L-LM-HL·Kf]]>公式中各参数的含义为：L1d–根据离地高度确定的星球车的行驶距离；B—星球车移动系统的宽度；kv—位于星球车附近石块的系数；S—星球车预定的移动区域面积；k和N—石块分布系数；HL—车底盘最低点离地高度值；L—星球车移动系统的纵向长度；Kf—石块在星球表面以上部分的宽高比；LM‑最短刹车距离或加速距离；B*L为一常量；（2）根据星球车容许的横向倾斜条件决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系如下：L1=S(B+Hkk·kv)·k·(Hkk)N-L-LM-Hkk·Kf]]>Hkk—星球车横向轴线上的容许倾斜高度；（3）根据星球车容许的纵向倾斜条件决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系如下：LD=S(B+Hkd·kv)·k·(Hkd)N-L-LM-Hkd·Kf]]>Hkd—星球车纵向行驶时的容许倾斜高度；步骤二、建立星球车在遇到不可逾越的障碍之前平均行驶距离Lf与星球车宽度之间的函数关系：Lf=min(L1d,LD，L1)步骤三、依据Lf确定的取值条件，以及其他参数的取值，确定星球车移动系统的宽度B，纵向长度L的取值范围。...

【技术特征摘要】
1.一种星球车移动系统宽度与纵向长度设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、依据星球车的需要满足的条件得到下列参数函数：(1)根据星球车离地高度决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系如下：公式中各参数的含义为：Lld–根据离地高度确定的星球车的行驶距离；B—星球车移动系统的宽度；kv—位于星球车附近石块的系数；S—星球车预定的移动区域面积；k和N—石块分布系数；HL—车底盘最低点离地高度值；L—星球车移动系统的纵向长度；Kf—石块在星球表面以上部分的宽高比；LM-最短刹车距离或加速距离；B*L为一常量；(2)根据星球车容许的横向倾斜条件决定的在星球表面可以安全行驶的距离的函数关系如下：Hkk—星球车横向轴线上的容许倾斜高度；(3)根据星球车容许的纵向倾斜条件决定的在星球表面可以安全...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯石柱，苏波，卢国轩，毛宁，卢玉传，江磊，刘兴杰，何亚丽，赵红雷，张振宇，蒋云峰，吴越，马睿麟，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11