【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于星球探测车越障控制，具体涉及一种分布式机械增力星球探测车越障控制方法。
技术介绍
1、在当前的星球探测任务中，轮式星球探测车作为主要的移动平台，承担着环境探测、数据采集等重要任务。然而，星球探测车在复杂地形中，尤其是遇到障碍物时，往往面临越障能力不足的挑战。由于固定的车轮结构，传统的星球探测车越障方式通常选择持续增大车轮驱动力实现障碍翻越，该方式驱动效率低且能量消耗大，难以灵活应对多变的地形和障碍物特征。随着探测任务的复杂性增加，现有轮式底盘越障技术往往无法满足高效、稳定的越障需求，亟需一种创新的越障控制方法，以提高探测车在各种复杂环境下的越障能力和适应性。中国专利cn100418832c公开了一种机械增力行走系统，该系统提出了一种导杆机械增力驱动行走系统，提高了轮式行走系统跨越障碍的能力，但并未根据行驶工况实时动态调整导杆机构倾角以应对不同地形及障碍物特征。因此，针对星球探测车在复杂环境中越障能力不足的问题，提出一种针对不同障碍物特征，动态调节导杆增力机构角度以辅助提升越障性能的分布式机械增力星球探测车越障控制方法有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种分布式车轮机械增力星球探测车越障控制方法，针对不同地形、不同障碍物特征，主控器结合传感器获取的实时路面信息，智能选择单侧或双侧越障策略。通过夹角控制电机调节导杆增力机构的角度，改变导杆增力机构外伸长度，进而增加驱动车轮驱动力和辅助跨越障碍的能力，旨在解决星球探测车在复杂地形中遇到障碍物时的越障能力不
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：分布式车轮机械增力越障星球探测车包括车架1、悬架2、轮轴3、曲柄4、连杆5、主控器6、激光雷达传感器7、驱动车轮8、滑块9、导杆10、夹角控制电机11、减速器12组成。
3、所述主控器6与激光雷达传感器7分别作为整机控制器与路面环境识别设备安装于车架。通过激光雷达传感器7实时感知路面以及障碍物尺寸信息并反馈于主控器6，主控器6分别对安装于六组驱动车轮8处的六个夹角控制电机11发出控制指令，实时调节夹角α，改变导杆外伸长度，提升对不同路面环境及障碍物的机械增力越障。
4、所述轮轴3、曲柄4、连杆5、滑块9、导杆10、夹角控制电机11、减速器12共同组成导杆机械增力系统，六组导杆机械增力系统分别安装于星球探测车六个驱动车轮8。曲柄4、滑块9分别与驱动车轮8固连并跟随驱动车轮8共同绕轮轴3转动，夹角控制电机11输出轴与减速器12与通过键槽与连杆5连接实现传动，连杆5位置由夹角α确定。通过驱动夹角控制电机11调节连杆5内端与悬架夹角α，调整连杆5位置，进而调节导杆10伸出长度。
5、所述导杆机械增力系统跟随驱动车轮8转动，导杆10末端的行进轨迹为以连杆5末端为圆心、导杆10长度为半径的轨迹圆曲线。当通过夹角电机调节α角使得连杆5与导杆10正向共线时导杆末端与驱动车轮圆心长度最长，反向共线时导杆末端与驱动车轮圆心长度最短。通过调节夹角α调整导杆10伸出长度，可辅助驱动车轮8对不同高度障碍物进行机械增力越障行驶，无需耗费星球探测车能量额外增加驱动车轮8驱动力。
6、所述分布式机械增力星球探测车越障控制方法的控制流程为：
7、步骤1：系统初始化，设定行驶车速等参数，通过激光雷达传感器7获取地面信息及前方目标障碍物信息，根据障碍物高度h判断星球探测车是否能进行机械增力越障通过，若障碍物高度h超出星球探测车越障极限则选择绕行避障。
8、步骤2：根据障碍物信息及星球探测车行驶路线判断左右侧驱动车轮是否需要同时越障。若需要两侧驱动车轮同时越障，两侧驱动车轮夹角控制电机均调节夹角α并保持一致，保证与左右两侧驱动车轮8固连的机械增力导杆长度一致，辅助左右侧驱动车轮同时进行机械增力越障，提升整车越障能力并增强整车越障平稳性。
9、步骤3：星球探测车越障过程中计算除越障车轮外其余各驱动车轮8滑移率si，并与设定的车轮滑移率阈值sset对比，判断车轮是否严重打滑。若si>sset，则主控器6发出控制指令使夹角控制电机周期性调节夹角α，改变导杆10入地深度进而为驱动车轮8增加辅助驱动力，当各驱动车轮8滑移率满足设定阈值范围则停止调节。
10、本专利技术的有益效果在于：所提出的一种分布式星球探测车机械增力越障控制方法，针对导杆机械增力系统特殊机械结构，通过夹角控制电机调节夹角α改变导杆外伸长度，从而增加驱动车轮的机械驱动力提升越障能力。在探测车遇到障碍物时，通过激光雷达等传感器获取前方路面及障碍物信息系统做出智能判断，并根据不同越障方式通过夹角控制电机调节夹角α。此外，在星球探测车越障时监测越障车轮外其余车轮滑移率，通过调节夹角α改变导杆长度，利用导杆进行机械增力辅助增加剩余车轮驱动力，提升整车驱动性能和越障平稳性，显著增强星球探测车在复杂环境中的越障能力。
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1.一种分布式车轮机械增力星球探测车越障控制方法，其特征在于，所述的分布式车轮机械增力星球探测车包括车体、路面环境感知系统、六组驱动车轮及导杆机械增力系统，其中导杆机械增力系统包括轮轴、曲柄、连杆、导杆、夹角控制电机、减速器；六组导杆机械增力系统分别安装于星球探测车六个驱动车轮，曲柄、滑块分别与驱动车轮固定连接并跟随驱动车轮共同绕轮轴转动，夹角控制电机输出轴与减速器通过键槽与连杆连接实现传动，通过调节连杆内端与悬架的夹角α，改变导杆增力机构角度，动态调整导杆外伸长度，提升车轮越障能力和驱动性能。
2.如权利要求1所述的分布式车轮机械增力星球探测车越障控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种分布式车轮机械增力星球探测车越障控制方法，其特征在于，所述的分布式车轮机械增力星球探测车包括车体、路面环境感知系统、六组驱动车轮及导杆机械增力系统，其中导杆机械增力系统包括轮轴、曲柄、连杆、导杆、夹角控制电机、减速器；六组导杆机械增力系统分别安装于星球探测车六个驱动车轮，曲柄、滑块分别与驱动车...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘平义，孙亮，张小亮，梁龙锦，黄宇杰，杜甫，汪浒江，赵艳辉，王东亮，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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