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哈工大多项成果助嫦娥三号圆梦月球

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来源: 作者: 2019-05-16 21:51:19

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当看到中国第一辆月球车平稳踏上月面,开始它的第一次“月球漫步”时,哈工大邓宗全教授的团队终于放下了心地方车改大限将至 仅3省“亮”方案
。哈尔滨工业大学作为月球车移动系统副总设计师单位,其研究团队针对“嫦娥三号”所攻关的月球车移动系统及月面转移等多项关键技术得到了充分认证。

首创“可升降电梯”:让“玉兔”平稳落月

月球车从着陆器可靠转移至月面是展开巡视探测的重要环节。针对月面环境和着陆姿态均不确定,机构空间尺度和质量束缚刻薄等条件,该团队从2004年开始进行多方案论证及原理样机研制,2009年开始与中国空间技术研究院合作开展转移机构设计,成功研制出独具特色的刚柔混合式杆-索-轮变自由度转移机构,它犹如一个可升降的电梯,实现了“双侧悬梯共牵连平动,触地后各自适应地形”的功能。

创建移动系统构型理论:做月球车悬架“设计师”

月球车移动系统研究难点在于如何适应月表崎岖、大温差、月尘等极端环境。该团队提出了以多摇臂悬架、多驱动轮为特点的月球车悬架构型综合方法并建立构最常成为小三的星座排行榜
型图谱库,构成了多自由度变悬架构态、两侧悬架差动联接、载荷自重比大的月球车移动系统设计理论。

在此基础上,他们先后研制出四轮、6轮、八轮等多种月球车移动系统样机。2006年与中国空间技术研究院联合研制出国内第一款月球车移动系统工程样机,并通过了沙漠外场试验;2009年提供了六轮月球车移动系统正样产品研制的基本设计参数。

率先研制筛车轮:让月球车“信步漫游”

为确保月球车车轮能够在松软崎岖月面上顺利运行,他们建立了能够反应滑转沉陷、轮刺、载荷等多种物理效应的高精度地面力学模型,提出了车轮结构参数优化设计方法,在国内率先设计并研制出筛轮等多种构型车轮。在国内首次研制车轮运动特性多功能测试装置,通过大量实验,揭露了车轮参数和运动状态对牵引性能影响的内在规律,为“玉兔”月球车车轮工程设计提供了原始数据。

攻克月面机械臂难关:为“玉兔”安装“手臂”

如果说车轮是玉兔的“脚”,机械臂便是玉兔的“手”,机械臂可携带探测仪器进行月壤成份探测。他们首次研制出月球车关节式机械臂样机,进行了机械臂及电机、传动装置在极端工况下的生存和地面环境试验,设计了锁紧-释放-停靠复合连接分离技术方案,让“玉兔”手臂收放自若。

突破月球重力模拟技术:真实复现“玉兔”月面移动

进行整车月球低重力试验是“嫦娥三号”重大难题之一。他们在国际上首次提出了利用单吊索方式模拟月球车月面轮压的测试方法,突破了高精度摇臂质心转矩校正、快响应恒拉力控制、长距离三维跟踪技术,实现了月球车低重力模拟测试。研制了可在真空、低温环境下模拟月球重力辅助太阳翼展开的试验装置。综合月面低重力和地形几何与物理特性信息,实现了月球车运动的数值模拟。

十几年来,哈工大邓宗全教授作为探测器设计论证专家组副组长和副总设计师单位负责人,全程参与了“嫦娥三号”工程整体设计论证、探测器系统设计与质量评估,多项技术难题助力“嫦娥三号”圆梦月球。

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