● 摘要
目前，复杂地形越野机器人的研究已经成为一个热点。作为分支之一的轮腿式越野机器人因具有控制简单、越障能力强和灵活性高的优点，而成为机器人技术的重点发展方向。虾式越野机器人是轮腿式越野机器人的典型代表，本文在此类机器人的基础上设计了月球车体验系统。 月球车体验系统主要包括三个部分：运行平台、月球车和操作器。本文主要是以月球车为主体，对月球车的综合性能、越障性能及稳定性能进行了分析优化，并以展示越障性能为目标建立了体验系统的运行平台。 首先，针对月球车的特点设计了体验系统的运行平台，并对月球车的关键模块，如执行器控制模块、月球车车体、通信模块及减震模块进行了介绍。 其次，通过对月球车的车体布局及相关参数的优化，改善了车体的载荷分配和防倾覆性能。此外，结合轮胎摩擦学的相关理论，分析了车体的功率要求，并对其转弯性能进行了优化设计。 然后，以越障性能的理论定义出发，构建了四类典型地形，并对悬架系统的越障机理进行了分析。分别对叉形四杆弹性悬架、平行四杆弹性悬架和后部支撑机构的机构特性进行了优化设计。以越障机理为基础借助仿真分析软件进行分析验证，提高了车体的越障性能。 最后，针对车体的稳定性能的要求，分两个方面进行了优化设计，一是叉形四杆弹性悬架的跟随特性，二是平行四杆弹性悬架的质心稳定特性。