[发明专利]月球车轮速控制方法及使用该方法的月球车

摘要

本发明提供的一种月球车轮速控制方法，包括如下步骤步骤1，启动月球车，并驱动车轮；步骤2，计算车轮的速度；步骤3，根据计算的车轮在当前地形下不打滑的转速，再对车轮的轮速进行调整。与现有技术相比，本发明的有益效果如下1、通过对月球车的六个轮子进行单独驱动，可以根据车轮所在地形的坡度实时对轮速进行调整，能降低的车轮的打滑率，避免了车轮在月壤中下陷事故的发生。2、降低的月球车能量的浪费，为宝贵的月球车能源提供了节约的保障，使月球车在同等的条件下能够完成更多的任务，达到更长时间续航工作的目的。

主权项

一种月球车轮速控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，启动月球车，并驱动车轮；步骤2，计算车轮的速度；步骤3，根据计算的车轮在当前地形下不打滑的转速，再对车轮的轮速进行调整；所述步骤2包括：步骤2.1，建立固定坐标系O‑xyz，月球车前进的方向为y方向，垂直地面向上为z方向；在月球车上，设与主摇臂直接形成旋转副的车轮为A轮，在A轮轮心建立坐标系A‑xyz；设主摇臂和副摇臂形成旋转副的点为P点，在P点建立坐标系P‑xyz；设与副摇臂形成旋转副的两个车轮中相对远离副摇臂的轮子为C轮，相对靠近副摇臂的轮子为B轮，在B轮、C轮的轮心分别建立坐标系B‑xyz、C‑xyz；步骤2.2，在月球车上安装位置传感器，设车身的位置传感器所在的点为M；月球车单侧的车轮转速如下：步骤2.2.1，在坐标系A‑xyz里得到向量AM的具体数值，AM表示A轮轮心到车身位置传感器M点的向量；令坐标系A‑xyz到坐标系O‑xyz的旋转矩阵为ATO，其中η＝‑α‑θ，α为月球车在O‑xyz的x方向的顺时针旋转角度；θ为主摇臂的旋转角度；由表达式：OA+ATO·AM＝OM其中，OA表示固定坐标系原点O到A轮轮心的向量，OM表示固定坐标系原点O到车身位置传感器M点的向量；整理得：OA＝OM‑ATO·AM，A轮的转速VA为：其中r为车轮的半径，为向量OA求导后的2‑范数；步骤2.2.2，在坐标系P‑xyz里得到向量PM的具体数值，其中，PM表示主摇臂和副摇臂形成旋转副的P点到车身位置传感器M点的向量，令坐标系P‑xyz到坐标系B‑xyz的旋转矩阵为PTB，令坐标系B‑xyz到坐标系O‑xyz的旋转矩阵为BTO，其中α为月球车在O‑xyz的x方向的顺时针旋转角度；θ为主摇臂的旋转角度；为副摇臂的旋转角度；旋转矩阵PTB的形式如下：其中由表达式：BP+PTB·PM＝BMOB+BTO·BM＝OM其中，OB表示固定坐标系原点O到B轮轮心的向量，BM表示B轮轮心到车身位置传感器M点的向量，OM表示固定坐标系原点O到车身位置传感器M点的向量，BP是指在坐标系B‑xyz环境下，B点到P点的向量，CP是指在坐标系C‑xyz环境下，C点到P点的向量；整理得：OB＝OM‑BTO·BM，B轮的转速为：为向量OB求导后的2‑范数；步骤2.3，令坐标系P‑xyz到坐标系C‑xyz的旋转矩阵为PTC，令坐标系C‑xyz到坐标系O‑xyz的旋转矩阵为CTO，其中α为月球车在O‑xyz的x方向的顺时针旋转角度；θ为主摇臂的旋转角度；为副摇臂的旋转角度；旋转矩阵PTC的形式如下：其中由表达式：CP+PTC·PM＝CMOC+CTO·CM＝OM其中，OC表示固定坐标系原点O到C轮轮心的向量，CM表示C轮轮心到车身位置传感器M点的向量，OM表示固定坐标系原点O到车身位置传感器M点的向量；整理得：OC＝OM‑CTO·CM，C轮的转速为：为向量OC求导后的2‑范数。