Development of a Novel Analytical Model to Efficiently Evaluate Grouser Configurations for planetary exploration rovers

Planetary rovers usually encounter trafficability issues that depend on soil-wheel interactions and could compromise the outcome of the mission. In order to improve their performance on different types of terrain, devices called lugs or grousers are applied to the wheel rim surface. A new model aimed at predicting the effects of grousers configurations is here presented and analyzed, comparing the results with previously developed analytical models and DEM simulations. Thanks to this work, the performance of wheels with arbitrarily placed grousers could be estimated in a shorter time compared to other available methods. Thus, an optimal performance wheel could be designed depending on the soil properties and external constraints.

I rover utilizzati per l'esplorazione di corpi celesti extraterrestri incontrano solitamente problemi di mobilità che dipendono dalle interazioni suolo-ruota e che potrebbero compromettere l'esito della missione. Per migliorare le loro prestazioni su diversi tipi di terreno, alla superficie del cerchione vengono applicati dei dispositivi chiamati lugs o grousers. Viene qui presentato e analizzato un nuovo modello volto a prevedere gli effetti della configurazione dei grousers, confrontando i risultati con modelli analitici esistenti e simulazioni DEM. Grazie a questo lavoro, sarebbe possibile stimare le prestazioni di ruote con grousers posizionati arbitrariamente sul cerchione, in tempi più brevi rispetto ad altri metodi disponibili. In questo modo, è possibile progettare una ruota dalle prestazioni ottimali a seconda delle proprietà del terreno e dei vincoli imposti.