月球车

摘要： 本书讲述了中国探月国家队——北京航天飞行控制中心,登陆月球背面的全部过程,以及操控月球车的幕后故事。此书的编写历时近两年,记录了人类首次登陆月球背面全程,并首次公开大量珍贵图片。月球车的“身体结构”是怎样的、“玉兔”在月背如何“睡觉”“行走”“吃饭”、月球坑中隐藏着哪些神秘物质……这些问题都可在书中找到答案。

摘要： 针对月球复杂的地形环境,对月球车行走机构、传动系统、控制系统等进行了优化设计,通过solidworks软件建立了该新型月球车数字模型"双轮——单轮支撑架轮腿混合式"。经测试,该设计极大地提高了无人探测车的地形适应能力和越障避障能力,为月球车移动系统和控制系统的设计与数值计算提供了理论依据。

摘要： 2021年1月,地球上新年将至,人们即将结束一年忙碌的工作,迎来片刻休憩。而远在38万千米外的月球上,一只勇敢的小兔子却仍在“一步一个脚印”地工作着,它认真地竖起“耳朵”、睁大“眼睛”,边走边探,兢兢业业地在月球背面进行着伟大的探险。它就是我们的“玉兔”二号月球车。在小兔子身后陪伴它的是负责进行原位探测的“嫦四姐姐”。

摘要： 在刚刚过去的几个月,科幻大片《独行月球》,把月球这个离我们最近的天体再次送上了热搜。虽然这部电影充满了开心麻花风格,但是从道具到场景,乃至剧情设置,都在努力向真正的航天工程靠拢在月球基地、月球车、月球航天服、月球视频等诸多细节上力求合理。

摘要： “嫦娥奔月”“欲上青天揽明月”……中国人很早就有飞天揽月的梦想。进入21世纪后,我国开启了月球探测工程。2007年10月,我国第一个月球探测器--“嫦娥一号”发射成功;2013年,“玉兔号”月球车登上月球,开始月球巡视工作;2019年,嫦娥四号探测器在月球背面软着陆;2020年12月,嫦娥五号探测器带回月球样品,实现我国首次月面采样返回。

摘要： 中国与阿联达成短消息“嫦娥七号”探月合作9月16日,国家航天局副局长吴艳华率团访问阿联酋拉希德航天中心,与艾尔马里主任举行会谈,就中阿航天合作进行深入交流,并签署了关于“娣娥七号”任务合作的谅解备忘录。届时,中方探测器将搭载阿方月球车登月,并提供探测、数据传输等服务。

摘要： 月球车在执行科学探测任务过程中,其自身的高精度定位是一项亟需解决的关键问题.针对在特征稀疏的月面环境下的定位问题,提出一种视觉惯性融合的SLAM方法,将视觉测量与惯性传感器的信息利用位姿图优化方法融合,实现高精度的联合定位.针对特征稀疏环境下的前端视觉数据关联误差较大的问题,提出了一种基于四元树的光流跟踪算法,能够有效地跟踪鲁棒的特征点,提升了关键帧之间相对位姿估计的准确性.并且针对月面环境特有的恒星无穷远点干扰问题,提出一种高效的恒星点剔除算法,能够有效改善无穷远点导致的定位精度下降的问题.搭建了一套模拟月面环境的计算机仿真系统,并构建了多个月面环境视觉惯性SLAM仿真数据集,在不同的模拟月面场景下进行定位性能仿真验证,仿真测试结果表明本文算法的鲁棒性更强,具有更高的定位准确度.

摘要： 书名:《月背征途》作者:北京航天飞行控制中心出版社:北京科学技术出版社月球背面隐藏着哪些不为人知的奥秘?月球车的“身体结构”是怎样的浪测器的工作原理是什么,运用了哪些前沿科技?如何在地球上与月球背面建立通信?“嫦娥四号”沿什么路线飞到月球背面?着陆点该怎么选?如何在地球上操作月球背上的月球车?“玉兔”在月背如何“睡觉”“行走”“吃饭”?月球坑中隐藏着哪些神秘物质?……

摘要： 探月工程的推进对月球车提出了更高的越障要求,文章基于四杆悬架机构越障能力强的特点,设计出一款新型月球车行走系统,并使用Adams进行运动学仿真,详细分析了其中震荡、侧滑与横摆、侧倾与俯仰等问题.该新型月球车行走系统具有较高的地形适应能力和通过能力,可以满足一般要求.

摘要： “嫦娥”是中国月球探测工程的正式名称,从2007年发射的嫦娥一号到2020年发射的嫦娥五号,整个工程已经成功将5架探测器和2台月球车送往月球,正面、背面、两极地区,环绕、登陆、取样返回……“嫦娥”们完美地完成了“绕、落、回”三大目标,正在向着载人登月的方向稳步前行。除了高清晰度、多角度的月球照片。

摘要： 为了验证月球车巡视遥操作任务移动规划的安全性,研究基于仿真的月球车移动规划安全预警方法.根据月球车设计特性,实现由移动规划向路径曲线仿真预测结果的转化;基于月球地形DEM信息,实现对移动目标区域地形的分割,将障碍与安全区域分离,完成路径安全性的验证;基于六轮匹配算法,仿真月球车在路径上各点的姿态信息,进而完成月球车移动安全性的验证.本方法在探月工程任务中得到应用,取得了良好效果.

摘要： 通常采用3-D有限元方法分析斜槽电机的性能,但3-D模型剖分单元数目庞大、计算时间极长,对计算机性能要求也较高.为快速且准确地预测月表极限温度下月球车车轮驱动用斜槽电机的性能,提出了2-D模型耦合恒流源电路处理多截面模型中分段电机同槽导体电流相等计及定子斜槽的方法,并研究了计算精度的影响因素.针对一套永磁无刷直流电机方案,利用Altair公司的Flux电磁场有限元分析软件计算了齿槽转矩、空载感应电势和电磁转矩,并结合转子典型位置下气隙磁场沿电机轴向的分布特征以及谐波分析结果评估了计算精度.该方法的计算量较小,计算结果与3-D模型仿真结果、实测结果的比较则表明了该方法的有效性.

摘要： 为了给遥操作人员提供一个真实的训练环境,仿真系统需要建立符合运动学特征的月球车模型.以多体动力学仿真软件ADAMS为月球车仿真设计平台,针对月球车在松软月面工作的特点,研究了基于ADAMS的月球车虚拟样机系统的设计方法,给出了轮壤接触力的模型,并对月球车虚拟样机的运动参数进行了建模.针对月球车的巡视过程,设计了三种月球车月面行走模式的运动学模型.实验结果表明,该模型实现了符合机械运动学特征的月面行走与探测仿真,为遥操作人员提供了一个符合月球车机械原理的运动过程仿真环境.

摘要： 月球车的月面行走能力与车轮结构密切相关,研究月球车车轮在月壤上的通过性,对月球车的设计有着重要意义,而轮壤作用始终束缚着驱动轮的设计.由于试验费用昂贵,费时,存在众多不确定性,因此采用ABAQUS软件建立轮壤的流固耦合模型,研究驱动轮的牵引通过性能.通过算例说明了该流固耦合模型的有效性,所建模型及方法可以应用于月球车轮的设计、优化和性能评价等。

摘要： 基于双目视觉的月球车导航算法是嫦娥三号任务遥操作技术的一项关键技术,有助于月球车更好的完成对周围环境的感知、识别以及自主规划等,在保障安全的情况下能够极大地提高月球车的行走效率.本文提出了一种基于光束法平差的月球车导航定位算法.通过对同站点的立体匹配、前、后两站特征点匹配及当前站点位置计算三个步骤可以实现基于前后站立体图像对月球车当前站点位置的计算,从而可以实现月球车连续导航点的定位.通过在场外进行的多组实验,验证了算法的可行性.

摘要： 为了实现月球车机械臂的PID控制,首先建立机械臂的数学模型,采用螺旋理论分析机构特性,计算得到它的运动学正反解;接着规划运动轨迹,采用Adams与Matlab/Simulation联合仿真技术进行控制仿真.分析其末端点轨迹、各关节的角速度和力矩曲线,为选择驱动电机提供参考.这种仿真技术能有效缩短设计周期,减少开发经费,为相关机械系统的快速设计提供参考。

摘要： 月球车运动规划与控制的最大特点就是月面地形的非结构化,无法建立精确的数学模型.为了用环境建模与分析方法来研究月球车运动规划与控制的连续性、稳定性及可达性,进而在理论上证明行为控制的可行性.本文结合凸组合的性质,提出应用混合学习算法的基于SAM的模糊神经网络系统,并给予仿真分析.为机器人行为控制的理论分析建立前提条件.

摘要： 在已知月球车周围环境三维信息条件下,可视图法是一种有效的算法.本文对可视图法进行了研究和改进,提出了一种两点法进行路径规划,在满足月球车最小转弯半径的条件下,引入凸多边形来表示障碍物;同时,引入最小外接圆,来进行路径规划.本文提出的切线路径算法是一种几何方法,容易理解,便于实现,而且计算简单,能够提高运行效率.

摘要： 本文详细推导了一种用视觉测量原理实现着陆器与月球车相对定位的测量方法.该方法用月球车上的一台相机,对着陆器上不共线的3个特征点进行成像,且特征点在着陆器坐标系下坐标系已知,由后方交会可计算得到两者间的位置和姿态关系.用该方法进行了多组实验,结果表明该方法可实现月球车与巡视间较高精度的定位.

摘要： 在后续月球探测过程中,我国将实现月面软着陆和月面巡视.与其它航天任务不同,月球车在未知的月面环境运动,需要实时与月面三维地形进行轮地交互,其位置和姿态变化更为复杂,同时月球车装备有众多仪器设备,给其巡视过程中任务状态的展示提出了更高要求.本文对月球车仿真可视化技术进行了研究,针对月球车轮地交互问题提出了一种匹配算法,并提出了一种通用三维模型部件动作解决方案,实现了基于实时数据驱动的月球车月面巡视过程可视化.

摘要： 本发明提供的一种月球车轮速控制方法，包括如下步骤：步骤1，启动月球车，并驱动车轮；步骤2，计算车轮的速度；步骤3，根据计算的车轮在当前地形下不打滑的转速，再对车轮的轮速进行调整。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1、通过对月球车的六个轮子进行单独驱动，可以根据车轮所在地形的坡度实时对轮速进行调整，能降低的车轮的打滑率，避免了车轮在月壤中下陷事故的发生。2、降低的月球车能量的浪费，为宝贵的月球车能源提供了节约的保障，使月球车在同等的条件下能够完成更多的任务，达到更长时间续航工作的目的。

摘要： 本发明公开了一种辅助宇航员作业及搭建月球基地的四履带式月球车装置，该机器人由月球车四履带式移动系统、可分离式检测系统和多功能机械臂系统三个系统构成，月球车四履带式移动系统动力传递结构分三路工作，履带系传动蜗轮组传动的悬臂支路及直接由电机驱动的弹性撑杆支路。当行走于沙石众多的地面时，履带系悬臂会通过涡轮传动抬起适应高度，以达到保护车身，减少摩擦的目的。而行走于松软地面时，悬臂会依情况降低，来适应地表环境，使机器人较为平稳的移动；该检测机器人通过梯子分离，分离后可凭借自身小巧体型爬上月球基地或其他大型机器人难以到达的区域进行检测；多功能机械臂可实现挖掘、抓取、探测等一系列工作。

摘要： 本发明提供的一种月球车轮速控制方法，包括如下步骤：步骤1，启动月球车，并驱动车轮；步骤2，计算车轮的速度；步骤3，根据计算的车轮在当前地形下不打滑的转速，再对车轮的轮速进行调整。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1、通过对月球车的六个轮子进行单独驱动，可以根据车轮所在地形的坡度实时对轮速进行调整，能降低的车轮的打滑率，避免了车轮在月壤中下陷事故的发生。2、降低的月球车能量的浪费，为宝贵的月球车能源提供了节约的保障，使月球车在同等的条件下能够完成更多的任务，达到更长时间续航工作的目的。

摘要： 一种基于遗传算法的月球导航卫星星座设计与优化方法，其适用于月球导航卫星星座的建立与优化、月面月球车的导航定位。其步骤为1)根据月球物理特性确定MLO轨道及月球研究区域基本信息。2)利用研究区域对设计星座的可见星数和GDOP值确定所设计轨道的优劣。3)利用改进的遗传算法对HEO轨道参数进行优化。4)利用降低精度的遍历搜索对遗传算法得到的结果进行验证，保证结果的准确性。这种方法证明了遗传算法在星座设计中具有很高的可用性，优化后的星座提高了月球车在月球南极附近的导航与定位精度。

摘要： 本发明公开了一种辅助搭建月球基地及月岩样本采集的月球车，该机器人主要分为四部分，筑造原料采集系统、墙体成型系统、底盘驱动系统和样本采集系统。对于月面巡视勘察与取样返回的实施，搭建月球营地是其关键组成部分之一。此款月球营地服务机器人旨在帮助宇航员搭建、维护和保养月球营地，并协助宇航员日常生活工作，由此辅助月球探测第二阶段的实施。在搭建月球营地时，可以实现将月球土壤从采集到筑成月球营地墙体的一系列过程；在协助宇航员日常工作方面，可以实现对月球岩石样本的采集分类工作。

摘要： 本实用新型属于航空设备技术领域，解决了现有技术中由于现有导航系统不能有效指导月球车在月球表面按既定目标运动，所导致月球车的探测效率低下的技术问题，提供了一种月球车运动系统及月球车。该运动系统包括:运动控制模块、驱动机构和行走机构；运动控制模块包括控制器、路径规划单元和避障单元；控制器根据月球车的环境信息产生对应的控制信号控制路径规划单元和/或避障单元，驱动机构根据路径规划单元的控制信号或避障单元的控制信号驱动行走机构移动。本实用新型还提供了一种包括上述运动系统的月球车。本实用新型可以实现月球车在月球表面的非结构化环境中自主运动控制，完成月球表面未知环境的有效探测。

摘要： 本实用新型属于航空设备技术领域，解决了现有技术中由于现有导航系统不能有效指导月球车在月球表面按既定目标运动，所导致月球车的探测效率低下的技术问题，提供了一种月球车控制系统及月球车。该运动系统包括:运动控制模块、通信模块、信息采集模块和数据修正模块；信息采集模块控制各传感器获取周围环境信息；通信模块用于所述月球车与月球表面基站通信或月球车之间进行通信；运动控制模块用于产生与月球车运动状态对应的控制信号；数据修正模块实时修正月球车的行进路线。本实用新型还提供了一种包括上述运动系统的月球车。本实用新型可以实现月球车在月球表面的非结构化环境中自主运动控制，完成月球表面未知环境的有效探测。

摘要： 本实用新型属于航空设备技术领域，解决了现有技术中由于现有导航系统不能有效指导月球车在月球表面按既定目标运动，所导致月球车的探测效率低下的技术问题，提供了一种月球车运动控制装置及月球车。该运动控制装置包括:信息采集模块、运动控制模块和行走机构，所述运动控制模块用于将采集的包括环境的实时数据转换成控制信号，并发送给各处理单元；所述信息采集模块，用于控制各传感器获取周围环境信息；所述行走机构，用于根据所述运动控制模块的控制信号带动月球车进行移动。本实用新型还提供了一种包括上述月球车运动控制装置的月球车。本实用新型可以实现在月球表面的非结构化环境中自主运动控制，完成月球表面未知环境的有效探测。

摘要： 本申请公开了一种科普型月球车的月球探测控制系统，包括MCU模块、电机驱动模块、电源模块、LED控制模块、外接口模块、无线串口通讯模块和输入模块，LED控制模块、外接口模块、无线串口通讯模块、电机驱动模块和输入模块连接MCU模块，电源模块为各模块供电，所述电机驱动模块包括五路电机驱动电路。具有以下优点：以真实探月飞行过程为主线，通过音、视频加实物模型的方式让游客亲身体验嫦娥四号月球探测器探测任务的整个过程，简化操作逻辑，适应人群广，操作过程清晰动感，保留探月飞行的互动体验，通过娱乐化的方式传达了探月飞行的相关知识，解决了相关知识科普的复杂性和乏味性难题，寓教于乐。

摘要： 本申请公开了一种科普型月球车的月球着陆驱动系统，包括MCU模块、电机驱动模块、电源模块、无线串口通讯模块和输入模块，无线串口通讯模块、电机驱动模块和输入模块连接MCU模块，电源模块为各模块供电；所述无线串口通讯模块包括芯片U7，芯片U7的型号为XL01B‑201BAP1。具有以下优点：以真实探月飞行过程为主线，通过音、视频加实物模型的方式让游客亲身体验嫦娥四号月球着陆器着陆任务的整个过程，简化操作逻辑，适应人群广，操作过程清晰动感，通过娱乐化的方式传达了探月飞行的相关知识，解决了相关知识科普的复杂性和乏味性难题，是一种老少咸宜的航天科普设备。