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国内刊号：21-1137/TP
国际刊号：1002-0446
发布日期:
作者：刘瑞伟, 沈轩著, 陈心玥, 王腾飞, 肖冰瀛, 梁裕坚, 苏满佳
关键词：星表探测, 旋翼式机器人, 张拉整体机器人, 碰撞分析
针对星表环境中旋翼式机器人因碰撞导致螺旋桨损坏的问题，提出一种基于六杆张拉整体结构的防碰撞旋翼式机器人构形。通过构建节点矩阵、连接矩阵及向量矩阵，建立六杆张拉整体结构的数学模型，并采用基于平衡矩阵与非线性有限元理论的求解方法进行力学分析。借助HyperMesh软件对简化的3维模型进行网格划分，将3维网格模型导入ABAQUS软件开展不同跌落与飞行速度下的碰撞仿真，以结构干涉及变形程度为评价准则验证其防碰撞性能。仿真结果表明，该机器人在发生跌落时，以闭合三角面接触土卫六表面，可以承受高达23.7 m的最大跌落高度，其螺旋桨设计能够确保在此过程中免受损坏。在旋翼杆遭遇碰撞的情况下，该结构能够承受7 m/s的冲击速度。最终，通过搭建样机并进行静态与动态载荷测试，进一步验证了所提构形的有效性。综上，本研究中的旋翼式机器人防碰撞能力覆盖了正常着陆操作中可能遇到的意外情况，为星表探测任务中的机器人安全性与可靠性提供了创新性的技术解决方案。
来源：2025年第6期
《机器人》期刊编辑部
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