面向最优行星探索的地形自适应编组轮胎:设计与实验探讨
机器人学
2026-05-26 v1
摘要
行星探测器在外太环境中常面临因地形特征(如坡度和颗粒度)带来的显著机动性挑战。虽然近期的多模态轮胎设计工作探索了刚性、柔性和直径调整以提高地形适应性,但全轮编组可调设计仍属未充分探索的领域。编组因 Granular terrains(颗粒态地形)通常需要增加编组高度以提升轮胎性能而言,编组是具有可作动性的特征。因此,我们引入[匿名机器人名称],一种能够实现编组高度连续自适应的多模态轮胎。该平台在四种代表性表面上进行评估,包括 vinyl 地板、粗石、豌豆砾石和沙土,分别处于两种压实状态,覆盖从宽广颗粒条件的范围。750次实验结果表明,自适应部署可将滑移率降低30.0%-58.0%,并在颗粒态条件下使旅行时间和能源消耗最多提高77.4%。基于地形试验数据,我们开发并验证了简化的比例分析模型,表明颗粒度与最佳编组高度之间存在关系。没有单一编组高度可在所有地形上最小化滑移,这凸显了常用于行星探索的固定轮胎系统的局限性。这一发现强化了编组自适应形态学(如[匿名机器人名称])作为提升外太异构且具挑动性环境下行星探测器机动性的有效解决方案的潜力。
引用
@article{arxiv.2605.24311,
title = {Terrain-Adaptive Grouser Wheel for Optimal Planetary Exploration: Design and Experimental Investigation},
author = {Vincent Griffo and Yashwanth Kumar Nakka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.24311},
year = {2026}
}
备注
Under Review