登月机器人机械系统设想
摘要：登月机器人的应用范围和性能要求与地球上的机器人不相同。它不但面临的环境恶劣而且还要具备在低重力情况下前进、后退、转弯、爬坡、取物、采样和翻转以及自我保护，维修等基本功能等等，因此它的机械系统非常特殊。
关键词：登月机器人 机械系统 移动 机构
标识码： A
前言：宇航员在月球上的行动受到很大的限制，在月球上停留的时间也有限，为了对月球更多的研究我们不的不让登月机器人来面对在月球或太空中搬运、组装、维修、检查、处理有害对象、补充燃料等因此极需许多先进登月机械人完成各种特殊任务。因此它的机械系统也非常特殊
一：登月机器人要低重力情况下完成前进、后退、转弯、爬坡、取物、采样，翻转、爬越、绕过障碍物或上阶梯等基本功能。由此我们可以将登月机器人的移动系统设计为多关节，多轮且能够独立驱动的“车”，有将每一个独立驱动轮设计为履带式。聚集以下优点。
多关节原理的应用在月球上的考察，由于多数场合只能够对其遥控，所以对倾覆后的自复功能尤为重要。如图：爬坡、爬越倾覆后能自动恢复正常状态。
履带式的优点：履带式机构称为无限轨道式，其最到的特征是将圆环状的无限轨道履带卷绕在多个车轮上，使车轮不直接与路面接触利用履带可以缓冲路面状态，可在各种路面条件行走。牵引附着性能好有利于发挥较大的牵引力。
多轮可以补偿履带式的质量大，运动慢，减振性差的缺点。轮子可以根据地形上下调整度，提高稳定性。
多轮机构中还可以将其部分设计为腿型结构与其他结合成轮腿型运行机构。如：把1986年美国俄核俄州立大学研制成的自适应悬挂六足步行机器人（ASV）的设计理念融入登月机器人的移动机械系统。
当然将多种精髓聚为一体将给技术，经济各方面带来极大的挑战。我们可以根据登月机器人的任务和面临的环境进行取舍，使其在工作空间内正常的移动。
二：登月机器人在月球上因为月球的吸引力较小，因此需要在它的机体上安装一个驱动系统，如同喷气式之类的驱动方式。
三：如果登月机器人的任务要研究月球的内部结构就需要登月机器人能够到月球内部获取一定的研究式样物质，为此我们可以设计一“钻井”系统。月球上的物质如同铁酸岩一样的坚硬，所以这个“钻井”系统非同一般，可以设想一种特制的液压破碎锤，它需要机身很稳定，平衡性好，大动力，防振性好。也可以设想象电影《世界末日》中的 “钻井”系统一般。
四：有关用仿真学设想登月机器人：我将登月机器人的运动设计的同人类的运动一样，通过一个遥控设备将地球上研究员的动作复制给月球上的机器人这样来模拟研究以达到对月球的研究。力求有着人类的灵活性，柔性在动态复杂变化的环境中适应，运动自如。 还要提高承受局部损坏和可靠性。
五：具备自己维修的功能：它要具备在没有帮助的前提下，完成自我保护、修复、等功能，以保证在月球上的各种使命得以顺利完成。
六：月球车携带的所有科学探测仪器，都必须能在高辐射的前提下，在月面进行巡视探测，并把探测数据及时传送回地球。如“月球无人探测器一号”一样所有的登月机器人都要在月球进行地质分析，获取照片，观测射线与地球间进行实验等研究任务。
七：登月机器人是通过航天飞机运到月球上去的，登月机器人的质量问题就显的非常重要，所以太空机械人要求轻量化设计。因此需要一种质量很轻但性能优异的材料，特别是他的强度。[相关资料：由于向太空发射对象成本昂贵，每公斤的发射费高达2万美元（约16万人民币），中国制造的太空机械人重约数十公斤，只有地面机械人的1/10重量，而且体积轻巧，容许太空机械人随卫星升空，节省发射成本；采用纳米技术可在太空战中取得新突破在物理元素中，巴基球是由60个碳原子聚集在一起形成的足球状结构，具有若干特殊的性质。在巴基球的基础上，又研制成功碳纳米管，它的强度比钢强100倍，而重量只有钢的1/6。]
登月机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。对其研究各方面都还很困难。如在那样的的环境下登月机器人的驱动系统的润滑，就无法用传统润滑方法承担，而必须采用全新的机理来解决。这些问题的研究还待解决。
参 考 文 献
[1]（日）牧野贤治 ，宋文译。 机器人：北京出版社。
[2] 柳洪义。机器人技术：冶金工业出版社。
