[00830810]月球车移动系统关键技术

月球车月面巡视探测的重要平台，移动系统是其重要组成部分。月球车移动系统需适应崎岖地形、特殊月壤物理力学特性、大温差、高真空、低重力、强辐射、多尘埃等苛刻环境，是实现驱动、移动与控制的载体。该项目以月面移动载体技术需求为背景，突破了移动系统构型综合、移动性能评价、车轮防自陷、移动性能高保真仿真及月球车转移等多项关键技术，为探月工程二期提供了直接的技术支持，并为星球探测移动技术奠定基础。主要研究成果如下：1．突破了移动系统悬架构型综合及移动性能评价技术。运用拓扑学理论建立了悬架构型图谱库，为国家探月工程提供了具有自主知识产权的7种可选悬架构型；建立了移动性能评价体系，研制出了两轮并列式、四轮变质心式、六轮摇臂式、六轮三维悬架混合适应式、八轮对称摇臂式等多种构型的月球车移动系统悬架原理样机。解决了月球车地形环境适应性关键难题。2．月球车车体姿态差动均化机构研究。研制出锥齿轮集中式、绳索式、杆链式，以及齿轮与平行四杆复合式等4种新构型的差动均化机构，解决了车体随左右悬架俯仰角均化的技术难题，提高了崎岖地形中车轮的均载性与车体姿态的平稳性。3．研制出月球车车轮运动特性多功能测试装置。该装置具有运动与力学测试参数全、运动状态模拟功能强等特点，利用该装置解决了不同构型车轮在模拟月壤上滑转与滑移驱动、正交与非正交转向等多种状态运动特性的实验与测试问题。为月球车车轮研制和轮地地面力学研究提供关键测试装备。4．月球车轮系创新设计研究。提出了7种月球车车轮创新构型；研制出圆柱刚性多齿轮、V形齿片圆锥轮、步行车轮、圆柱圆锥刚性多齿轮和不等径弹性筛网轮等月球车轮系装置，解决了适应月面松软地形的月球车车轮设计难题。5．月球车轮地相互作用力学及其应用研究。建立了反映滑转沉陷与轮刺效应的月球车轮地相互作用力学模型，利用该模型构建了高保真度月球车移动性能实时仿真系统，实现了基于滑移补偿和滑转率协调的月球车高性能移动控制技术，解决了月球车侧向滑移和防自陷驱动技术难题。6．月球车转移机构创新设计研究。针对复杂着陆地形与着陆姿态下月球车从着陆器向月面可靠转移的技术难题，提出了摇臂绳轮式刚柔混合转移机构，实现了“前期缓倾，后期快倾”的月球车新型转移运动方式，该技术已应用于国家探月工程二期。该项目总共授权发明专利18项、授权计算机软件著作权2项、授权实用新型专利3项、受理发明专利13项；发表相关论文118篇；获得项目资助25项，项目总经费3640万元。该项目的研究成果直接支持了中国月球车移动系统的研制，为工程样机移动系统提供了运动和结构参数基础数据。关键技术应用于：中国空间技术研究院总体部的月球车原理样机、月球车移动性能仿真和月球车转移机构及其地面实验；上海航天技术研究院八O五研究所的月球车差动均化机构设计、移动性能评价和月球车车轮运动性能测试。