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| 1 | 基于鸽群优化算法的火星飞行器智能可视图法显示文摘为解决火星飞行器的路径规划问题,针对传统避障算法以及现有常规智能避障算法的局限性,提出融合鸽群优化算法与可视图法的全新智能避障算法。该算法克服传统避障算法得到轨迹平滑性差和利用常规智能避障算法需要大量时间成本的问题,可在复杂地形中为保持一定高度飞行的火星飞行器规划避开危险区到达目的地的可行路径。仿真结果表明:与可视图法相比,利用智能可视图法得到的路径长度更短且平滑性能良好;与鸽群优化算法相比,利用智能可视图法进行路径规划所需时间成本大大减少,且规划得到的路径长度更短、更平滑、适应度值更小。 | 李霜琳 何家皓 敖海跃 刘燕斌 | 2020 | 飞行力学2020，38，5： | 10 |
| 2 | 火星探测陆空协同无人系统的研究发展分析显示文摘无人探测器着陆火星执行复杂探测任务已经成为当前国际深空探测的研究热点。首先对陆空协同合作的无人系统技术与应用研究现状进行总结阐述,展望陆空协同无人系统的发展趋势;随后阐述了火星地面与大气环境条件,对应用于火星探索的地面探测车和旋翼无人机系统研究进行了综合评述,着重探讨了火星探索陆空自主协同无人系统的技术发展趋势。综述表明,在未来更多执行行星无人探测任务的设计中,发展并强化无人系统陆空智能协同合作能力,有助于提高行星探测任务的执行效率,协同合作提高无人系统的生存保障能力。 | 王涛 | 2020 | 无人系统技术2020，3，5： | 4 |
| 3 | 祝融号火星车主动悬架式移动系统设计与验证显示文摘设计了世界上第一个和唯一一个地外天体成功在轨应用的主动悬架移动系统,成功应用于祝融号火星车,通过主动悬架系统火星车可实现蠕动式轮步行走、车体水平升降、抬轮行走等功能,解决了被动悬架式星球车移动系统在松软地形下脱陷能力差、爬坡角度低和无故障车轮隔离能力、车体易托底等问题,验证结果表明:通过蠕动行走,可在16 min内迅速脱离6轮全部沉陷300 mm的极限情况;通过蠕动、多车辄爬坡策略,火星车松软地形爬坡能力由传统的20°提升到25°;将故障车轮抬起行走相比拖动行走功耗减小50%以上. | 潘冬 贾阳 袁宝峰 刘雅芳 党兆龙 林云成 王瑞 陈明 危清清 赵志军 王储 张昕蕊 | 2022 | 中国科学:技术科学2022，52，2： | 4 |
| 4 | 星球车刚性车轮在混合地形上牵引性能研究显示文摘针对星球车刚性车轮在混合地形中牵引性能研究的不足,提出了一种对刚性车轮在混合地形中牵引性能的研究方法。对Wong-Reece模型的沉陷量和挂钩牵引力进行修正,建立刚轮-软土接触模型并实验验证;刚轮-硬石接触模型采用基于Hertz接触理论的含摩擦非线性弹簧阻尼模型。地面力学参数中新添加地形刚度以实现混合地形的设置和识别。基于星球车导航与动力学联合仿真平台扩展开发,编制相应仿真程序,形成含有2种轮地接触模型的整车动力学仿真能力。以火星车为例,通过MSC.Adams软件和自编程序建立火星车整车模型,分别在软土地形和混合地形中对其进行动力学仿真,给出牵引动力学特性。结果表明,在混合地形上火星车的车体速度波动较大,某些混合地形条件下火星车可获得更大的挂钩牵引力。 | 翟广龙 黄铁球 | 2020 | 西北工业大学学报2020，38，6： | 4 |
| 5 | 小型星表探测机器人发展现状与趋势显示文摘针对深空探测中(尤其是月球、火星和小行星探测)大型着陆探测器对小型移动机器人作为重要科学载荷的需求,综述了国内外小型星表探测机器人领域的发展现状,着重介绍了面向月球探测、火星探测和小行星探测的代表性小型机器人的任务需求、基本构型和样机测试情况。在系统总结小型星表探测机器人关键技术及发展趋势的基础上,提出了未来中国在该领域发展、完善的建议。分析表明:月球探测的高研究价值区域多位于崎岖地形中,体积小、运动性能强的轮式、足式机器人受到广泛关注,日本、英国、瑞士等国家已提出多种小型机器人概念,并研发原理样机进行测试试验;针对火星等存在稀薄大气层的星体探测,定位于配置组件的旋翼式无人机已成为国内外关注和研制的重点之一,同时面向特殊极端地形探测的小型轮式、翻滚式机器人也进入到原理样机测试阶段,美国在这些领域均保持突出优势;针对小行星等小质量、弱引力天体探测,小型翻滚式机器人成为其着陆探测的主流,美国开展了原理样机设计与试验,日本通过“隼鸟2号”任务已成功实现在轨应用。 | 辛鹏飞 李德伦 刘鑫 张沛 陈磊 刘宾 | 2021 | 航空学报2021，42，1： | 3 |
| 6 | 火星表面环境模拟技术显示文摘叙述了火星表面影响航天器工作的相关环境,主要包括低气压、大温区、CO_(2)大气、高风速、尘暴等。首先叙述了低气压环境的真空舱抽放气模拟法(低气压调节范围150-1500 Pa)、CO_(2)环境换气模拟方法(CO_(2)体积分数约95%)、大温区环境气氮调温模拟法(调节温度范围为–150-150℃)、尘暴环境的真空引流模拟法和低气压风洞模拟法(火星尘埃直径为0-100μm)、地形地貌的场景模拟法(粗砂和中砂地貌)、辐照环境的太阳模拟器模拟法、大气环境中灯阵模拟法(辐照度能够达到1760 W/m^(2))以及低重力环境的配重模拟法(重力加速度为3.72 m/s^(2))。其次叙述了当前国内外火星综合环境的常见模拟方法,包括火星低气压热环境试验、火星低气压风洞试验。 | 顾苗 | 2021 | 装备环境工程2021，18，9： | 2 |
| 7 | 一种主动悬架式火星车稳定裕度优化控制策略显示文摘针对火星车在非结构化环境下行驶存在的稳定性不足而导致倾覆的风险,提出针对一种六轮主动悬架式火星车的稳定裕度优化控制方法。首先,考虑了火星车悬架机构调整过程中车轮与接触地面滑移和侧倾等运动关系,建立和完善了六轮主动悬架式火星车行驶的运动学模型。然后,以火星车夹角调整机构角度为变量,推导火星车在非结构环境下的稳定裕度模型。之后,使用内点法求解火星车稳定裕度的最优解,并获得期望的夹角调整机构关节角度。在此基础上,对夹角调整机构的关节角度进行规划和控制,实现火星车悬架机构构型的调整,从而提高火星车在非结构化环境下行驶的稳定裕度。最后,对火星车稳定裕度优化控制策略的有效性进行仿真验证,结果表明,所提出的控制方法可有效提高火星车在非结构化环境下行驶的稳定裕度。 | 唐玲 刘涛 李德伦 魏世民 | 2019 | 宇航学报2019，40，11： | 2 |
| 8 | 月壤参数对月面着陆气囊缓冲性能的影响显示文摘为研究月壤参数对气囊缓冲性能的影响,根据“嫦娥三号”的着陆工况设计了月面着陆气囊,并基于可压溃泡沫模型建立了考虑月壤特性的气囊缓冲动力学模型。对不同月壤下气囊的缓冲过程进行分析,发现月壤越软有效载荷冲击加速度越小,但气囊会陷入月壤中,不利于对外排气,影响其缓冲效果。因此,采用气囊峰值压力、有效载荷最大加速度和最大下落高度3个指标对气囊缓冲性能进行综合评价,定量研究了月壤参数的影响规律。结果表明:月壤密度、剪切模量及屈服参数a_(0)和a_(1)对缓冲性能的影响较大,且对前两个指标为正影响,对后一个指标为负影响。进一步研究发现,这4个月壤参数与3个缓冲性能指标之间均为指数函数关系。 | 周旋 周仕明 李道奎 | 2022 | 国防科技大学学报2022，44，4： | 1 |
| 9 | 带力反馈的星球探测机器人遥操作虚拟训练系统显示文摘针对星球探测机器人操作难度大、控制流程复杂的问题,开发了具有力觉反馈的遥操作虚拟训练系统,包括力反馈手控器和虚拟现实系统,用于训练操作,改善控制策略。虚拟场景使用Unity3D开发,以重构机器人、控制箱及环境。引入力觉反馈以增强了临场感。通过操控反馈力实验及遥操作任务实验来评估本系统,结果表明:虚拟场景计算的反馈力准确,误差小于±0.4 N;设计的地面爬坡、翻越楼梯、避障入库及机械臂抓取等遥操作任务均可有效完成。 | 邵斌澄 宋爱国 谭丽芬 李会军 | 2021 | 载人航天2021，27，6： | 1 |
| 10 | 基于火星车牵引性能的石块粒径划分研究显示文摘针对简化火星车刚轮与球形石块在混合地形上接触的动力学求解问题,提出了一种基于火星车牵引性能的石块粒径划分模型。石块-软土混合地形上,石块受载沉陷,其运动状态会影响火星车刚轮的牵引性能。依据石块对刚轮牵引性能的影响效果不同,将石块划分为3种类型。根据Bekker承压模型计算刚轮静沉陷,提出刚轮滑动沉陷计算公式和石块沉陷计算公式,根据石块和刚轮沉陷量确定石块类型。最后将滑转率为0.2,0.5,0.7时的3种石块分别代入单轮仿真平台和土槽实验平台进行仿真和实验。结果显示:混合地形上,3种滑转率下的固定石块的仿真和实验结果误差小于5.4%,可移动石块的仿真和实验结果中的挂钩牵引力误差超过126%,散布小石块仿真和实验结果误差小于2%,验证了石块粒径划分模型的有效性。 | 杜江山 黄镕敏 黄铁球 | 2023 | 西北工业大学学报2023，41，4： | 0 |
| 11 | 星表探测机器人控制技术虚拟仿真实验教学设计显示文摘为了满足学生探索前沿科技、提升自身创新实践能力的需求,结合我国星表探测前瞻性研究成果,充分考虑控制系统分析、设计、应用、探索的全过程,设计了以火星车(地面机器人)和火星无人机(空中机器人)为控制对象的虚拟仿真实验,构造了一维空间火星车单轮控制性能测试、二维空间火星车自动行驶控制系统设计、三维空间火星无人机飞行控制系统探究等循序渐进的实验内容,为学生提供了可交互的高粒度虚拟仿真实验环境,从而激发学生的学习兴趣和勇于探索的精神,为培养满足国家需求的新工科创新人才提供条件。 | 王玲玲 富立 王秋生 刘中 张磊 | 2023 | 实验技术与管理2023，40，3： | 0 |
| 12 | 星球车非结构化环境行驶稳定性分析显示文摘针对星球车在星球表面非结构化环境行驶过程中可能存在由于稳定性不足而发生倾覆的问题,提出了一种星球车在非结构化环境下的稳定角计算模型,用于分析星球车在非结构化环境行驶过程中整车的稳定性。首先,搭建了星球车运动学模型,确定了星球车行进过程中车轮质心与整车质心之间的位置关系;其次,建立了星球车稳定角计算模型;最后,利用Matlab/Simulink搭建稳定角计算模型,在Adams软件中建立了星球车坡道转移、垂直越障和爬坡3种典型工况,通过联合仿真分析得到了星球车坡道转移、垂直越障以及不同坡角下星球车稳定性,验证了计算模型的有效性。 | 刘涛 肖建军 唐玲 魏世民 | 2019 | 载人航天2019，25，5： | 0 |
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