案例 | 火星漫游车的多体仿真

案例 | 火星漫游车的多体仿真的图1

DIANA 团队(Ducti Ingenio Accipimus Naturam Astrorum)是都灵理工学院的一个学生团队,致力于太空应用机器人的研究和开发。团队使用最新技术制作了漫游车的工程模型。DIANA 团队希望将太空机器人技术提升到一个新的高度,同时提供一个体验式学习的平台。

案例 | 火星漫游车的多体仿真的图2

自 2008 年 成 立 以 来,DIANA 团 队 已 为 谷 歌 Lunar XPrize 大赛创作了月球漫游车 Amalia 和漫游车 T0-R0(图 1),这是火星漫游车的原型,曾参加 2018 年 9月在波兰举行的欧洲漫游车挑战赛(European Rover Challenge)。2019 年,团队开始研究一种新型火星漫游车,并在 2019 年的欧洲漫游车挑战赛上进行了测试。

案例 | 火星漫游车的多体仿真的图3

图1. T0-R0 漫游车及其 Adams 模型

欧洲漫游车挑战赛为团队提供了一个前所未有的机会,可以在类似火星的环境中测试漫游车的行走系统。为了测试 T0-R0 漫游车的能力,在 2018 年欧洲漫游车挑战赛中,我们使用 Adams 中的多体仿真方法模拟了最严酷形态的火星土壤。由于比赛用的土壤的特性未知,因此进行了最坏情况下的虚拟研究。这使我们能够确定具体所需的电机,以启动摇杆式移动系统,并确定传动系统和悬架弹簧的尺寸。
进行太空设计总是意味着冒险进入未知世界。火星漫游车的开发过程中的主要挑战在于其将要运行的环境条件的不确定性。火星漫游车设计目的是能够在类似火星的土壤上行走、执行任务和试验、收集样本,并在承受类似火星地质条件的情况下自主导航(图 2)。
案例 | 火星漫游车的多体仿真的图4

图2. T0-R0 漫游车在软土上测试

在 T0-R0 漫游车的初步设计阶段,幸亏在 Adams 中进行了多体仿真,解决了行走系统的不确定性。T0-R0 漫游车基于摇杆式移动系统,具有六个车轮和四个独立的电机。在有岩石和障碍物的粗糙土壤上导航期间,这个系统让火星车的有效载荷(电子元件,计算机和电池)得以稳定。
仿真过程的第一步是在 Adams / View 中用简化的几何形状构建漫游车模型,参与的部件具有正确的尺寸和惯量属性。然后验证整个模型,由于 Adam / Tire 工具,添加了软土路面和充气车轮模型(图 3),以评估电机达到 3 Km / Hr 的速度所需的功率。

案例 | 火星漫游车的多体仿真的图5

图3. 使用 Adams 对漫游车进行虚拟测试
Adams 的参数化特性让我们能够理解模型中设计元素与性能要求之间的关系。例如,可以轻松更改连接摇杆与底盘的铰链的位置,从而节省大量时间。此外,设计变量的使用让我们能够捕获某些参数的变化对车辆动态性能的影响。
Adams 让我们可以使用 Adams / Machinery 工具对带传动系统进行建模(图 4)。考虑车辆在不同操作条件下(例如在不规则路径或遇到障碍物时),对弹簧的变形和应力进行了研究。

案例 | 火星漫游车的多体仿真的图6

图4. 使用 Adams/Machinery 的带传动系统模型

在 Adams 的虚拟环境中进行的仿真,使团队能够探索结构的极限,以建立能够在类似火星的地形上行走的漫游车能力,并能够通过建造单个样机和短短一年的开发周期执行所有需要的操作。漫游车一旦建成,在比赛任务和火星土壤上的表现与预期相符,这得益于从模拟中获得的见解,从而证实了在该地形上的良好运动能力。
团队现在正在设计一种带有转向轮的新型漫游车(图5),以便在执行任务时实现更好的机动性。Adams 被用于研究新型行走系统转向机构的几何结构。新的漫游车也通过参加 2019 年的欧洲漫游车挑战赛进行了测试。

案例 | 火星漫游车的多体仿真的图7

图5. 2019年欧洲漫游车挑战赛测试新漫游车




深圳市优飞迪科技有限公司成立于2010年,是一家专注于产品开发平台解决方案与物联网技术开发的国家级高新技术企业。

十多年来,优飞迪科技在数字孪生、工业软件尤其仿真技术、物联网技术开发等领域积累了丰富的经验,并在这些领域拥有数十项独立自主的知识产权。同时,优飞迪科技也与国际和国内的主要头部工业软件厂商建立了战略合作关系,能够为客户提供完整的产品开发平台解决方案。

优飞迪科技技术团队实力雄厚,主要成员均来自于国内外顶尖学府、并在相关领域有丰富的工作经验,能为客户提供“全心U+端到端服务”。

案例 | 火星漫游车的多体仿真的图8

MSC.SoftwareADAMS

案例 | 火星漫游车的多体仿真的评论0条

    暂无评论

    案例 | 火星漫游车的多体仿真的相关案例教程

    1 引言 DIANA(DIsplacement ANAlyzer)是一个侧重解决土木工程问题的有限元分析软件,包括结构、岩土、隧道、地震以及石油和天然气工程,能够进行复杂模型的线性和非线性求解。这个笔记以一个钢筋混凝土梁的受力为例粗略地探索了DIANA的分析流程。 2 求解过程 总的来说,作为一个有限元分析软件,DIANA与其它通用软件,例如Abaqus和Ansys的求解过程类似,其模式均为前处理
    DIANA有限元分析的前处理过程包括定义梁的几何形状(beam geometry),设置材料性质(material properties),定义梁的截面(cross-section definition), 设置边界条件(boundary conditions), 施加载荷(loads)和划分网格。所有这些工作都在“几何”模块内完成。在Part 1【DIANA---梁受力分析流程[Beam Ele
    摘 要: 针对老年人在如厕时由于膝关节老化而难以站立的问题,设计了一种基于虚拟样机技术的自动化助老起升 装置。首先基于机械原理完成核心机构和装置的设计,然后利用 CRE O完成三维模型的建立,再在多体动力学 ADAMS 软件中建立该虚拟样机的运动学模型,通过测量指定点的位移、速度、加速度等运动学参数的变化曲线完成仿真 分析,最后在实验室制造出物理样机进行实际验证,该研究结果为后续批量生产提供理论研
    三星电子(Samsung Electronics)是全球最大的电子产品制造商之一,业务遍及 80 多个国家。三星电子的 Seung-Oh Kim 和 MSCSoftware 的 Hemanth Kolera 认为 Adams 仿真可以帮助其获得设计见解。2018 年,三星电子凭借其一系列家用电器产品已成为市场领先的大型家电品牌。对于滚筒洗衣机和波轮式洗衣机,JD Power & Associate
    01 导读 本文旨在通过斯堪尼亚(SCANIA)多体仿真数据管理的案例,介绍MSC的产品组合“SimManager + Adams/Car”在多体仿真数据管理方面的垂直解决方案,随着汽车行业仿真数据管理的重视及普及,不仅需要大而全的全学科数据管理平台,更需要具有 针对性的、符合学科特点的、细化管理 的垂直解决方案,在汽车研 发多体仿真数据管理方面,MSC的“SimManager + Adams/C
    硕士/技术经理
    影响力
    粉丝
    内容
    获赞
    收藏
      项目客服
      培训客服
      0 0