面向月面大范围移动任务的脱困方法研究

为满足月面长距离大范围移动任务的可靠性与安全性要求,针对大型轮式移动平台在月面易发生受困的问题,提出一种面向月面大范围移动任务的脱困方案。基于月面环境特点整理归纳高风险受困工况,并分析各工况的临界受困地形参数,提出并细化了采用脱困机器人携带锚定设备实现稳固锚定后对大型移动平台实施牵引的脱困方案,基于等效法和力平衡法对脱困所需牵引力进行了理论分析,并通过动力学仿真验证。结果表明：脱困所需牵引力计算方法可靠性较高,所需牵引力数值范围合理,脱困方案具有工程实现可行性。     

崎岖地形中关节式月球车姿态估计数值求解方法

 以被动关节式地形自适应月球车为研究对象,融合关节机器人D-H坐标建模方法构建了月球车悬架运动学模型和以侧倾、俯仰和偏转角表示姿态的欧拉角方式建立了车轮到世界坐标系的悬架完整表达模型。利用悬架完整表达模型,用带有迭代因子的连续迭代和离散迭代数值求解方法,建立了光滑和离散崎岖地形姿态估计算法。最后以8轮扭杆双摇杆摇臂月球车原理样机为例来验证此模型求解方法。仿真结果验证了所建立的基于数值方法的崎岖地形被动关节式月球车姿态估计模型的正确性,其求解模型精度能够满足仿真要求。     

基于相似理论的月球车月面牵引性能预测

引入相似理论对月球车的轮土交互系统进行研究,建立了月壤-车轮交互系统的地面力学相似模型,针对原位月壤内聚力较小的特点,提出了一种无需改变车轮尺寸、以模拟月壤为土壤介质的模型试验方法,对月面重力环境下月球车轮的牵引性能进行预测.利用室内土槽试验和颗粒流仿真相结合的方法对该模型试验方法的有效性进行验证,验证结果与模型试验的理论分析结果较为接近,表明该法具有较好的可行性和有效性,可考虑用于预测月球车的月面牵引性能.     

梯形齿车轮月面牵引性能的离散元分析

采用离散元法分析梯形齿车轮在月面软土地形的通过性,提出不规则形状颗粒群系统的离散元建模技术,建立车轮牵引性能参数的细观表达式.基于模拟月壤的直剪实验数据,通过反复调试获得最佳土单元模型参数.轮-土作用的离散元分析结果表明:车轮在月壤地形的牵引性能与滑转率和轮齿结构有关,增加滑转率可获得更高的挂钩牵引力,但同时车轮所需的驱动转矩提高;增加轮齿高度可获得更大的土壤推力,但行驶阻力也相应增大;轮齿数量对车轮牵引性能影响较小,但影响车轮在行驶中的平顺性.     

欧阳自远院士:我国2017年后择机实施载人登月

"在2017年后,我国在基本完成不载人月球探测任务后,择机实施载人登月探测以及建设月球基地。"在第三届中国科学院学部学术年会上,中国月球探测工程首席科学家、中国科学院院士欧阳自远介绍了中国月球探测的有关情况。     

开发月球车用的月表环境的地面模拟方法研究

当前中国正在进行自己的探月工程,预计将会发射月球车登陆月球表面.在研制月球探测器过程中,为了在地面验证月球车的可靠性和各项功能(如着陆冲击、自主巡航和遥控),必须建立相应的地面试验中心.根据目前对月球表面环境的认识和现有的仿真技术,文章提出了实现月表综合环境模拟的试验设施的设想.由于月球表面环境非常恶劣并且月表的地形也非常复杂,文章提出了一种组合式月表环境模拟器的设想.主要部分是模拟各种月貌特征(如陨石坑、斜坡、沟壑等)的可移动单元.每个单元是一个用模拟月壤制作的小沙盘,其化学成分、组成颗粒分布和力学性能和已经获取的真实月壤样品相似.根据不同的试验要求,选择相应的单元按照一定的规律组合成为试验场.这样在有限的场地面积内可以按需实现对月表不同地域的地貌特征模拟.同时,可以选择少量单元的组合构成更小规模的试验场,以方便与其它环境模拟器(如落塔,热/真空容器等)联合,实现模拟月表的综合环境.     

“名车”欣赏

如今,随着国民经济和汽车行业的飞速发展,中国正逐步成为一个"车轮上的国家"。与此同时,由于小汽车越来越多地进入每一个家庭,人们对各种小汽车的认识与了解的程度也越来越高,不仅奇瑞、吉利、长城、比亚迪、桑塔纳等这些普通汽车已经家喻户晓,就连法拉利、劳斯莱斯、凯迪拉克、保时捷、宝马、奔驰、奥迪等这样的高级豪华轿车也已经为很多人熟知。可是,很多人可能不知道,世界上曾经有这样一款小汽车,它曾享誉世界,而今却又鲜为人知;由于仅制造过三辆,并且从不出售,因此不会为世界上任何人所有,包括那些世界顶级的汽车发烧友。如果你想知道这款小汽车的情况,现在我就来告诉你,它就是登月航天员使用的月球车。     

欧阳自远院士:深空探测应明确科学目标

中国探月工程领导小组高级顾问、中国科学院院士欧阳自远日前在接受《中国科学报》记者采访时说,我国"嫦娥三号"将首次开展着陆器和月球车的联合探测。下一步的深空探测主要是开展月球、火星、金星、小行星、木卫及太阳太阳系空间的探测活动,其中最主要的是开展月球和火星探测。     

嫦娥三号落月面 航天邮品载辉煌

2013年12月2日,携带“玉兔”号月球车的嫦娥三号月球探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射升空,12月14日,嫦娥三号成功着陆月面,“玉兔”号驶上月球。中国成为世界上第三个自主实施探测器月球软着陆的国家。 为此国内相关单位制发了各种纪念邮品,它们见证和记载了这段辉煌的历史。现将个人收集的邮品分为发射篇、测控篇、落月篇、巡视篇介绍如下,希望读者喜欢。     

月球车轮刺效应的理论分析与实验研究

轮地相互作用地面力学在星球车研究中有着重要意义,目前对于轮地作用中的轮刺效应研究尚不充分.基于Rankine被动土压力理论,分析轮刺与土壤作用的两种工作方式,推导了形成稳定剪切土环时轮刺高度与个数之间的关系式和保证连续剪切的轮刺倾斜角度计算公式.采用轮地相互作用测试系统对宽度为165mm,半径分别为135mm和157.35mm的月球车车轮,改变轮刺高度、个数和倾角进行实验,验证了理论分析结果.同时得到如下结论:增加轮刺高度可以提高车轮的牵引性能,轮刺高度为15mm时,比光滑车轮的最大牵引力提高达60%;增加轮刺个数有助于形成稳定的剪切土环;轮刺的倾斜角度可以减小车轮的振动幅度;车轮的牵引力随滑转率增加而增大,但最好将滑转率控制在0.4以下.研究成果为月球车轮刺设计和进行轮地作用力预测提供了依据,并可应用于类似的火星车和地面车辆等.