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“冰城技术”助力“嫦娥”圆梦月球

哈尔滨工业大学邓宗全教授团队多项技术应用于“嫦娥三号”

来源:哈尔滨新闻网-哈尔滨日报编辑:王文琦发布时间:2018-04-19 查看数0

近十多年来,哈尔滨工业大学瞄准月球探测二期、三期工程,配合总体单位承担了月尘环境效应模拟器月尘补给系统、试验台系统研制等项目,支撑了探月工程的顺利实施。

记者从哈尔滨工业大学了解到,在“嫦娥三号”任务中,哈尔滨工业大学邓宗全教授项目组、微特电机与控制研究所和金属橡胶技术研究所承担了“嫦娥三号”相关技术的研究:首创“可升降电梯”、攻克月面机械臂难关、突破月球重力模拟技术……经过刻苦攻关,多项技术助力“嫦娥三号”圆梦月球。

首创“可升降电梯”

让“玉兔”平稳落月

玉兔月球车从着陆器可靠转移至月面是开展巡视探测的重要环节。针对月面环境和着陆姿态均不确定、机构空间尺度等条件,邓宗全教授团队从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。

为确保月球车车轮能够在松软崎岖的月面上顺利运行,该团队建立了能够反映滑转沉陷、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网轮等多种构型车轮。在国内首次研制出车轮运动特性多功能测试装置,通过大量试验,揭示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。

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、多驱动轮为特征的月球车悬架构型综合方法并建立构型图谱库,形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,团队先后研制出四轮、六轮、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。

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分探测。团队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,让玉兔手臂收放自如。

进行整车月球低重力试验是“嫦娥三号”重大难题之一。团队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、长距离三维跟踪等技术,实现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,实现月球车运动的数值模拟。上述研究成果成功应用于玉兔月球车和着陆器地面测试试验。

稿源: 哈尔滨新闻网-哈尔滨日报) 

作者: 王越 ) 

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