小编精心整理了《月球探索论文范文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！摘要：随着空间科学技术的发展，人们渴望探索宇宙。而探索月球是我们探索宇宙的第一步。探索月球最重要的一步就是建立月球基地。针对以上情况，我们制作了一款月球营地机器人一啸月号，它主要由太阳能收集模块、回转模块、机械臂模块、履带自适应移动模块、斗轮资源采集模块、资源储藏模块、驱动模块等部分组成。各个模块共同运行，协同完成搭建基地和日常基地维护工作。
第一篇：月球探索论文范文
未来我国发展月球车的初步设想
一、月球探测具有
重大的历史意义
月球是地球的近鄰，也是地球唯一的天然卫星。从20世纪50年代末至70年代初，前苏联共向月球发射了32个探测器，与此同时，美国也向月球发射了21个无人探测装置。人们利用从月球采集到的382.7千克月球土壤和岩石样品，对月球表面环境、月壤物理化学性质、陨石坑的分布以及月球资源的开发前景等进行了系统的研究，获得了大量的科学数据。人们惊奇地发现原来月球的资源非常丰富，开发利用的前景非常广阔，同时发现开展月球探测有其深刻的科学技术意义、深远的社会和经济意义以及重要的军事意义和政治意义。
1969年7月20日，美国“阿波罗”11号宇宙飞船把第一批宇航员送上了月球，使月球成为人类亲临考察的第一个也是目前唯一的天体。后来，美国又相继发射了多艘飞船，前后共有12名宇航员踏上月球。宇航员在月面上安装了各种科学仪器、太阳风测试仪以及核动力试验站，对月球和近月空间进行了多学科考察。与此同时，1970年，前苏联成功地发射了“月球车”1号，并在雨海着陆，完成了月面行走探测，获得了大量的科学数据。此后，对月球的探测飞行中止。
然而，1994年5月31日至6月3日，在瑞士和欧空局的倡导下，美国、俄罗斯、日本和欧洲的科学家们在瑞士贝阿滕贝召开了一次讨论征服月球问题的大会。他们一致认为登月并在月球上建立永久基地是非常必要的。
在美、苏中止月球探测计划阶段，日本一直在进行这方面的研究工作，并于1991年发射了日本第一颗月球轨道探测器，1998年发射了“希望号”火星探测器。另外，日本将于近期发射一颗月球探测器，利用三部穿透雷达来了解月球深处的情况，还计划再发射一颗月面巡视器完成月面采样任务后返回，大约于2015～2020年在月球上建设一个小型基地，2020年着手建立一个永久性基地。
与此同时，美国于1994年发射了“克莱门汀”1号无人月球探测器，于1998年又发射了“月球勘测者”探测器。俄罗斯、欧空局、日本乃至印度等都制定了月球/行星探测计划，正朝着2030年建立月球站的方向努力。
二、目前国内外月球/
行星车研究情况
1、国外月球/行星车研究现状
世界各国开发和研制星球探测车系统已经有多年的历史，特别是美国在这方面已有成熟的经验。由于星球探测车在任务、功能、结构、控制方法和主要问题等方面有很多类似之处，因此对其它星球探测车系统的分析也将有助于月球车系统的研制。
在这里我们将简要地介绍几种主要的行星车和月球车。它们有在研的，也有发射成功的，并且都是业内人士比较认同的。
(1)“索杰纳”
由美国喷气推进实验室在原有“洛基”系列车的基础上改进而成。它于1997年7月发射到火星表面上，在“火星探路者”的可视范围之内，进行科学和技术实验。其质量为11.5kg，外型尺寸为60cm×40cm×35cm。
(2)“洛基”7
“洛基”7由美国喷气推进实验室研制，用于在地面完成一段长距离(约50km)的自主控制旅行实验，其目的是验证2010年发射自主控制的火星漫游车的可行性。其质量为15.7kg，外型尺寸为60cm×40cm×33cm。
(3)“现场集成设计与运行车”(FIDO)
FIDO是美国喷气推进实验室正在研制的一种高度自主控制的火星探测车，主要用于火星上的样本选择和采集，预计2003年将发射到火星上，2005年携带样本返回。为了实现样本搜索、样本选择、样本采集和样本返回这一系列操作，自主控制在这里特别关键。其质量略大于70kg，外型尺寸为105cm×85cm×55cm。
(4)“流浪者”
“流浪者”类似于一种行星车，由美国卡内基-梅隆大学机器人研究所野外机器人中心研制而成，已经于1997年通过了在智利阿特卡马沙漠上的测试。阿特卡马沙漠的环境类似于月球和火星的表面，测试行程220km，在其行程中既有自主控制又有几千公里以外的人工遥控。测试中还进行了车体在复杂地形上的行驶能力测试。这次测试也作为一次地质遥测考察，为将来小车在地球以外进行地质考察铺平道路。其驱动结构、通信和传感器都设计得比较有创意，可以为我们设计月球车提供参考。其质量为550kg，外型尺寸为1.8m×l.8m×2.4m(装载时)和2.4m×2.4m×2.4m(展开时)，轮子的尺寸为直径76.2cm、宽50.8cm。
(5)“纳漫游车”
纳漫游车是由美国喷气推进实验室开发的一种微型火星车，用于协助其它火星车工作。它具有一种奇特的轮式移动结构，具备传统的滚动和转动之外的其它移动方式。其可移动柱杆的关节备有轮子结构，可以看作是腿式机器人和轮式机器人的一种混合结构。采用这种结构，小车可以在底盘朝上时，自动翻过来，具有自矫正功能，并且还能够在微重力的环境下行走。其质量不到1.2kg，最大长度只有20cm。
(6)“微”5
“微”5是由日本宇宙开发事业团(NASDA)等研制开发的一种小体积、轻质量和低能耗行星车，为日本2005年以前发射月面巡视器奠定基础。其质量约为5kg，外型尺寸为55cm×53cm×25cm。
除此之外，在日本以日本宇宙科学研究所(ISAS)和NASDA为核心也开展了月球车的一系列研制工作。其中，ISAS提出了一种具有子母结构的月球车方案。
2、国内月球车研究现状
为了迎接国际航天科技的挑战，在国内，以航天科技集团公司北京控制工程研究所、清华大学、哈尔滨工业大学、国防科学技术大学以及中国科学技术大学为主的一些高等院校和科研机构，相继开展了有关月球探测及遥科学方面的研究工作。
北京控制工程研究所承担了“月球表面探测机器人方案研究”863项目，运用“虚拟样机”技术构造了虚拟月面计算机仿真环境，对月球表面探测机器人的动力学特性进行了分析和仿真研究，对机器人的机械结构进行了优化设计，同时对月球表面探测机器人的关键技术进行了深入的研究。目前，本课题研究已经做了大量的工作，并取得了很好的成果。
清华大学在月球表面环境及月球车几何建模方面做了大量的工作，并对所采用的电机进行了一定的研究。国防科学技术大学贺汉根教授领导的研究小组以“索杰纳”为蓝本，研制了KDR-1试验样车，对自主导航及路径规划技术进行了研究。哈尔滨工业大学针对深空探测成立了“深空探测基础研究中心”，积极启动了月球探测的研究工作，并取得了可喜的研究成果。此外，中国科学技术大学空间科学研究中心对月球车的总体方案及关键技术进行了一系列的研究工作。
三、我国当前需要
解决的主要关键技术
我国深空探测急需解决的技术是：
·深空通信和测控网
·登月轨道设计及实现技术
·软着陆登陆技术
·月球探测机器人及遥科学技术
根据月球环境及特点，考虑到月球车所执行的任务，月球车研究包括以下关键技术：
(1)轻小型机械及驱动机构
月球车的机械结构应体现结构紧凑、体积小、质量轻的特点，同时与之配套的驱动机构应具备很好的稳定性以及较强的爬坡和翻越障碍能力。目前已经出现的行驶机构主要有履带式、腿式和轮式，其中轮式的效率最高，但适应能力最差，而腿式的适应能力最强，但效率最差。
(2)大时延遥操作技术
月球车遥操作中最主要的问题是空间与地面通信中的时间延迟以及有限的数据传输带宽。通信延迟包括遥控指令的延迟和遥测信号的延迟，主要是由光传播速度造成的。时延使连续遥操作闭环反馈控制系统变得不稳定。目前，3D预测仿真图形是解决大时延遥操作的主要方法，为此需建立月球车和月球环境的预测仿真图形显示系统，在良好人机界面的条件下进行遥操作。
(3)自主导航、定位与控制
月球车应同时具备自主与遥操作两种工作方式。由于月球场景数据与遥操作指令传输存在大时延问题，所以月球车有必要实现自主导航、定位与控制，在自主和遥操作配合的情况下完成任务。
(4)传感技术
自主导航的前提是月球车配备完善的传感系统，充分、细致地感知外部环境，同时将遥测数据传回地面控制台。
(5)信号的压缩、传输与恢复
对在大时延、数据传输带宽有限条件下的信号压缩、传输与恢复技术的研究。
(6)安全及可靠性技术
包括材料、密封、润滑、能源、温控、故障诊断与处理等技术。
四、发展我国探月计划
的可行性及构想
1、发展我国探月计划的可行性
开展月球探测在技术上必须具备运载、控制、通信、有效载荷研制及应用等能力。上个世纪50年代末，我国就将发射人造地球卫星列为国家重点发展项目。自1970年第一颗人造地球卫星上天以来，我国共发射了数十颗卫星，完全拥有近地、地球静止和太阳同步轨道卫星及运载火箭的研制能力，掌握了各种轨道航天器的发射、跟踪、测控及其配套技术。
在动力技术方面发展了液体推进剂火箭推进技术、固体推进剂火箭推进技术以及电火箭推进技术、核能推进技术和冷气推进技术等一整套高新技术。
在信息技术方面，通信卫星、遥感卫星的发展应用以及通信技术、数据传输技术和信息收集都已取得了新的突破，使建立快速、高保真、大容量的信息网成为现实。
在材料技术方面，仅新研制的长征三号运载火箭就开发出各种新型材料217种。高温合金、高比强铝镁合金、钛合金、高比强高韧性复合材料、耐烧蚀材料、防热结构材料、阻尼材料、密封材料、低温材料、润滑材料以及各种推进剂原材料及加工工艺等高技术均有长足的进步。
其它技术领域(如现代控制技术、微电子技术、无线电技术、能源技术、光电技术等)的发展，标志着我国已具备发射月球轨道卫星的技术条件。
月球探测是一项国际协同与合作的活动。从1970年起，每年召开一次月球和行星科學讨论会。充分利用国际合作这个窗口，借鉴国外的先进技术，促进我国航天技术和月球探测及开发并为我国占领外层空间和分享月球开发利用权益争取发言权具有重要意义。
2、发展我国探月计划的实施方案
(1)总体方案的设计。
根据我国国情，我们建议发射一辆中小型、执行单一任务的月球车。初步设定所研究的月球车的重量为30～60kg。以六轮摇杆悬吊式结构作为主要研究对象，采用多轮驱动方式，使月球车具有较强的越野能力。同时采用多轮转向技术，从而提高月球车运动的灵活性。
电子元器件应具备抗超高温、超低温、强辐射的能力。
根据所执行的任务，采用的有效载荷可能包括α质子、X射线分光计，彩色摄像机，激光条纹投影仪，加速度计，撞击检测开关，还有用于挖掘和采样的机械臂以及多功能手爪。
(2)采用“虚拟样机”技术，建立一个集三维实体设计、动力学建模、控制、可视化仿真于一体的虚拟月面计算机仿真环境，为优化月球车结构参数、动力学参数及控制算法提供设计和验证场所，对月球车关键技术(包括机构设计，自主导航、制导与控制和遥操作技术等)进行仿真研究，对所提出的方案进行优化设计。
“虚拟样机”技术是一个全新的概念。它是在建造第一台物理样机之前，研究人员利用软件技术建立的机械系统计算机三维实体模型，用以进行仿真分析并以图形显示出该系统在真实工程条件下的运动特性，从而修改并优化设计方案。
通过机械系统的“虚拟样机”模型与控制系统设计软件(如MATLAB)相结合，能自行地仿真分析系统中所含有的非线性特性，改进控制系统的设计，最终达到机电一体化的优化结果，大大提高了系统方案的可行性。过去需要数星期、数月才能完成的建造和测试物理样机的工作，现在利用“虚拟样机”技术仅需几个小时就可以完成。
“虚拟样机”环境的构造包括：
1)月球车三维实体建模
采用六轮摇杆悬吊式机械结构，利用Pro/E软件建立三维实体模型。
Pro/E软件的优点是能够全面地反映几何体的几何特性，包括几何体各部分的相对尺寸大小，质量分布;各几何体之间的联结关系，装配关系，公差以及装配时是否发生干涉现象。同时，在造型的过程中可采用参数相关技术，使得实体造型达到事半功倍的效果。
2)月面环境的建模
利用3DMax强大的建模功能，实现月球表面环境(如环形山、月坑、月脉、月溪等)的建模。
3)动力学仿真环境的生成
运用3DMax、Pro/E与DADS
(动力学仿真与分析软件)间的接口技术，实现月球车三维实体模型、月面模型和动力学仿真环境的有机结合，最终生成“虚拟样机”仿真环境，为月球车结构参数、动力学参数以及控制算法的优化提供一个有效的验证平台。
4)控制策略的设计与动力学仿真
在MATLAB环境中设计行之有效的控制策略，通过MATLAB与DADS的无缝接口实现对月球车的控制仿真。
利用“虚拟样机”技术，还可以对大时延遥操作技术进行仿真研究。
(3)构造地面微重力月面仿真环境，建立地面演示系统。对月球车的关键技术(包括传感技术，GNC，信号的压缩、传输与恢复，安全及可靠性技术和能源技术)以及关键部件(包括驱动机构、转向机构、采样器等)进行工程检验，并提出合理的优化、改进措施，为形成成型的产品做准备。
(4)系统集成。
3、实现的技术途径
在月球车的研制过程中，我们将采用如下技术途径：
(1)采用“虚拟样机”技术，建立一个集三维实体设计、动力学建模、控制和可视化仿真于一体的虚拟月面计算机仿真环境，为月球车结构参数、动力学参数及控制算法的优化提供设计和验证场所，对月球车关键技术进行仿真研究，对所提出的方案进行优化设计。
(2)利用吊丝配重重力补偿系统构造月球表面1/6g微重力环境，建立月球车的地面演示系统，对月球车的关键技术以及关键部件进行研究。
目前，国家高技术航天领域空间机器人工程研究中心正在进行月球车系统虚拟样机及遥操作技术的研究工作。该中心将在对三维月球车系统模型进行动力学仿真的基础上，确定最佳月球车系统结构、控制及遥操作方案，以更快、更可靠地发展我国月球车系统。
作者：梁 斌 王 巍 王存恩
第二篇：月球营地机器人设计
摘要：随着空间科学技术的发展，人们渴望探索宇宙。而探索月球是我们探索宇宙的第一步。探索月球最重要的一步就是建立月球基地。针对以上情况，我们制作了一款月球营地机器人一啸月号，它主要由太阳能收集模块、回转模块、机械臂模块、履带自适应移动模块、斗轮资源采集模块、资源储藏模块、驱动模块等部分组成。各个模块共同运行，协同完成搭建基地和日常基地维护工作。该机器人除帮助搭建月球基地之外，也可为宇航员提供工作上的便利。
关键词：月球车月球营地创新机械力学分析
文献标识码：A
引言
随着航空航天技术的发展，人们对月球有了越来越浓厚的兴趣，但开发程度仍只停留在表面阶段。近年来我国航天技术不断发展，在空间领域科学也加大了研究力度。在各航天大国太空竞争日益激烈的情况下，建立月球基地、进行月球探测必将成为我国的重要空间发展战略。建立月球基地不但需要依靠宇航员的指引，也免不了需要机器人的协助，但月球机器人较于普通机器人需要面临更多更大的难题，比如月球的重力温差等环境条件。因此目前的月球机器人种类依旧较少，大多数月球机器人的作用也仅为月球表面勘测，对宇航员工作并没有什么帮助。对于这一问题，我们设计了月球营地机器人一啸月号，该机器人除帮助搭建月球基地之外也可为宇航员提供工作上的便利，如图1。
一、项目意义
针对月球基地搭建复杂而困难、宇航员生活不便的问题，我们设计的月球营地机器人具有移动灵活、可实现复杂工作、结构紧凑高效等优点。
我们的月球营地机器人能够完成多项工作，能够满足搭建月球基地、维护保养月球基地以及协助宇航员日常工作等需求。其特殊性在于：
1.装配有高效的采矿斗轮机构，可以自主改造适宜居住的地形条件。
2.机械臂的连接方式能实现机械臂的整体协调运动与单独运动，可根据搭建基地的实际情况自行调节工作模式。
3.整体结构利用回转机构将底部和上部連接，增大月球车移动和搭建工作的协同调节能力，可适应不同场合的使用要求。
此月球车的设计不仅减小了月球基地的搭建难度，还可以减少宇航员的工作负担，为实现人类探索居住月球的计划提供了有效的实现手段，为月球营地机器人设计人员提供了新的设计思路，促进月球营地机器人的发展。
二、项目研究内容
1.太阳能收集模块的结构设计：平面展开，能够最大程度地接收太阳光，多曲柄滑块机构能够控制太阳能板的张开与闭合，实现对太阳能板的保护，同时在工作时收起减少占地。
2.机械臂转换模块的结构设计：机械臂主要有执行和驱动机构，并且由控制模块进行控制。设计多自由度使其具有更好的灵活性，便于在不同角度与位置完成工作。巧妙地运用半齿轮结构，实现抓取机械臂和螺栓装配机械臂的转换，在不同的工作需求下保持不同的工作状态。
3.机械臂模块的结构设计：机械臂巧妙运用电动推杆实现伸缩抓取等功能。有反应快，驱动力较大，信号的检测处理便捷，控制方式多样等优点。
4.三角履带模块的结构设计：三角履带模块是为了更好地适应近代月球对高通过性与高机动性等苛刻性能的要求，融合了轮胎与履带行走机构的优点，是一种集成式机械总成。最大的特点是全地形越野、行走。
三、可行性分析
月球营地机器人一啸月号所涉及的原理并不复杂，主要是一些基本的机械传动(齿轮传动、液压传动、丝杆螺母、导轨、曲柄滑块等)因此从技术层面上来说，月球营地机器人一啸月号是可以实现的。
机器人肢体采用铝合金，受温度变化影响小、耐腐蚀性能优良，还具有加工难度低、成品稳定等特点，还可以在表面进行喷镀、电镀、焊接等二次加工，可以使成本降低，并且保证强度，使机器人轻量化，降低能耗。可以很好地适应月球环境的重力辐射等条件。
机械臂上的机械手爪采用特殊合成碳化硅，耐磨性极高，不易损坏。在机械手指上还套了一层合成橡胶，增加手指的摩擦力，便于抓取物体。综上，设计在材料选择上合理可行，如图2。
设计的月球车整体主要由两部分组成，两部分之间由行星轮系组成的回转机构连接。实现在整体协同工作的前提下上下两部分有自己的独立性，可以做到高效率的工作。
为了满足搭建基地的功能要求，月球车装备了多功能可转换式机械臂。车尾装置的斗轮可以实现资源采集和改造地貌的功能。底部的自适应三角履带可以根据地面条件的不同而改变形状，对各种路况都有着高适应性。月球车顶部的太阳能收集模块则为整体工作提供动力来源。
(一)太阳能收集模块设计，如图3
太阳能收集模块是月球车整体的动力来源，是整个月球车最重要的模块之一。考虑到月球表面太阳能的分布特点，我们设计的太阳能板能随着日光移动而改变吸收角度，从而实现更多的能量转换作为动力来源。
太阳能收集模块主要由可折叠机构以及多曲柄滑块机构组成，配合工作完成。多曲柄滑块机构通过中心的螺杆提供动力，螺杆升起推动滑块，使曲柄运动从而使太阳能板展开。在工作时，太阳能板可以收起，起到对太阳能板的保护作用。
(二)机械臂转换模块设计，如图4、5
为了满足搭建基地的工作多样化需求，能够在不同工作条件下转换不同的机械臂，从而完成不同的工作，设计了半齿轮传动机构，提高月球车的功能适应性。由于搭建基地要考虑到整体的建造要求，机械臂的整体自由度设计为3，便于机械臂的工作。
1.螺栓装配机械臂设计，如图6
月球基地骨架的搭建连接处需要螺钉的固定，所以我们的月球机器人需要有自主加固螺栓的功能。螺栓的加固要做到牢固精准，故设计了此模块。
螺栓装配机械臂主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。机械臂的多自由度设计使其具有更好的灵活性，便于在不同角度与位置完成复杂工作。组装接头由电机驱动，高效稳定的加固骨架连接。机械臂整体由传感器和无线电控制，保证整体工作的精准性。
2夹持装配机械臂设计，如图7
月球基地的整体骨架搭建完成后，需要将板材安装固定在合适位置。用夹持机械臂将板材夹持移动到安装处，为下一步固定做准备工作。
夹持装配机械臂由连杆机构和电机组成。电机驱动带动连杆工作，连杆收缩带动机械爪夹紧。机械臂夹持器，支持单夹持、夹持和手腕旋转两种工作方式。
(三)斗轮资源采集模块设计，如图8
月球车设计有斗轮采矿结构。可以在月球表面收集矿物进行化学分析。也可以用来改造地形，自行挖掘创造出适宜居住的地貌条件，给月球基地提供一定的保护措施。
电机驱动臂架回转或上下运行，矿料被切割成整齐的梯形断面。臂架与斗轮协同运转实现取料功能。矿物经卸料板卸至传送履带上并且反向运行，通过中心漏斗卸至资源储藏模块。
1资源储藏模块设计，如图9、10
月球车底部设置有快门结构，可以迅速地储存斗轮采集的月球矿物资源，便于之后的科学研究等工作。矿物被传送履带运输至中心处下面的漏斗卸至快门机构，快门打开，物料进入储藏空间。
快门机构由类曲柄滑块机构组成。基本构成有机架、曲柄、连杆、滑块。整体机构将连杆的直线运动转换为回转运动，从而完成快门的开闭行为。
(四)回转机构设计，如图11、12
整体结构利用回转机构将底部和上部连接，增大月球车移动和搭建工作的协同调节能力，可适应不同场合的使用要求。实现在整体协同工作的前提下上下两部分有自己的独立性，可以做到高效率的工作。
在月球车上下部连接处是由行星轮组成的回转机构。回转机构的外壳被安装在转台上，齿轮与回转机构的内圈座形成内啮合。小齿轮既可绕自身的轴线自转，又可绕转台中心线公转，当回转机构运作时，转台就相对底架进行回转。月球车底盘与上部体可以做相对回转运动，两个部分可以协同工作时又做到独立工作，增加了月球車工作性能与效率。
(五)底部设计，如图13
月球车底部采取发动机前置前驱的方式，将发动机横向布置，与设计紧凑的变速驱动桥相连。省略传动轴装置，减轻了车重，结构比较紧凑;有效地利用了发动机室的空间，并有利于降低地板高度，动力传递效率高，提高了月球车行驶时的操纵稳定性和制动时的方向稳定性;简化了后悬架系统;在月球表面松软的土地上行驶时，靠前轮牵拉车身，有利于保证方向稳定性。
差速器可以使两侧驱动轮能以不一样的速度进行转动。该装置由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。当月球车需要转弯或在崎岖地区行驶时，两侧车轮以不同速度滚动，可以调整两侧车轮的转速差，这就确保两侧驱动车轮作纯滚动运动。
1传动机构设计，如图14、15
月球车采用电机和定轴齿轮系传动的方式进行行驶驱动，简化了月球车的行驶过程。动力利用太阳能和电池中储存的电能，可以高效完成搭建月球基地工作。
运用齿轮传动能保证瞬时传动比的恒定，传动平稳性好，传递运动准确可靠。传递的功率和速度范围大，其传动时圆周速度可达至300m/s。传动效率高，一般传动效率=0.94～0.99。结构紧凑，工作可靠，寿命长。月球车采用设计正确、制造精良、润滑维护良好的齿轮传动，预计可使用数年乃至数十年。
驱动电机选用Y80M2-2或者Y905-2电机，马力以及转速满足月球车要求，额定电流低于太阳能板的供电上限，可以完成工作，如图16。
2.三角履带移动模块设计，如图17
三角履带机构由轮子，骨架和履带三部分组成，每部分之间由转动副连接。它是由履带、三角支架、驱动轮、支撑轮、涨紧轮、还有防侧翻、连接盘装置组成。本装置的履带轮采用橡胶材质，橡胶履带适合高速行驶，质量较轻，适用于月球的地貌条件。
月球表面有很多凹凸不平的地貌以及石块等障碍物，在月球车经过这样的路况时，三角履带可以通过自适应机构进行一定范围内的适当的变形，变形程度隨着障碍物的大小而变化，履带轮可以调整一定角度直到适宜月球车行驶。位于上方的为驱动轮，位于下方贴近地面布置的为履带轮。三角履带提高了承载能力，扩大了应用范围，其对地形复杂地区适应能力强，但是变形部分强度要求高，增加变形随之自由度增加，机构稳定性高，成本低，应用广;其具有可预期的稳定作用。
四、整体创新点
(一)功能创新：
1.设计出一种可以在月球实现搭建基地、维护基地以及辅助宇航员日常生活等功能的月球车，为未来探索月球的进程提供了新的思路。
2.模块化思想贯穿本装置的设计，太阳能储存模块提供动力来源，机械臂转换模块可适应不同的搭建条件，斗轮模块可以改造适宜月球地貌条件也可同时进行资源勘探，上部与底部的连接方式与行星轮机构能实现机械臂的整体协调运动与单独运动，可根据使用者的要求自行调节工作模式，自适应三角履带模块可以很好地适应月球上的各种地形。即一套装置即可协同实现在月球上搭建基地的任务。
3.整体运动采用前置前驱运动方式，具有较强的运动能力。减轻了车重，结构紧凑，动力传递效率高，提高了月球车的方向稳定性。
4.太阳能板完全展开后能够形成完整的表面，实现最大化收集太阳辐射能量，为机器人的日常工作提供充足能源。
5.多功能模块机械臂设计，便于夹紧工件的同时可进行铆接操作，提高建造月球基地的效率。
(二)机构创新：
1.类曲柄滑块机构：利用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换，将其用于太阳能板的展开与收拢，能够更好地保护太阳能板。
2.多自由度机械臂：本装置通过并联伸缩机构、摆杆机构等的连动组合，机械臂主要有执行和驱动机构，并且由控制模块进行控制。设计了多自由度，便于在不同角度与位置完成复杂工作。
3.回转机构：月球车底盘与上部体可以做相对回转运动，两个部分可以协同工作时又做到独立工作，增加了月球车工作性能与效率。
4.齿轮组传动机构：采用电机和定轴齿轮系传动的方式。简化了月球车的行驶过程。
5.全地形自适应三角履带机构：自适应三角履带机构兼具轮式机构与履带机构的优点，既具有稳定的行驶性能，同时具有高效的跨越障碍的能力，适应月球崎岖路面能力强。
续语
该月球营地机器人能在搭建月球营地和日常维护等工作中起到重大作用，可以便捷宇航员的日常工作与生活。装置原理可行，生产材料易获取，有利于其广泛生产使用，在月球探索的科学研究中可以起到重大助力作用。
参考文献
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作者：陈子轩
第三篇：在未知中探索，在探索中实践
随着社会的日益发展，学生学习英语已在国内迅速普及。而现在教育界主流舆论已明确认为“听障生学生可以及应该学习和正常学生所学相同的知识技能”。笔者通过八年在特殊教育学校的观察和实践，结合对听障生学习英语现状的分析，简述了听障生学习英语过程中存在的问题，并提出了相应的解决策略。
【关键词】听障生;学习英语;问题;策略
目前国内各聋校，特别是教育水平较发达的地区，都已在日常教学课程中加入英语这门课程，英语教学正日益现出其重要性。
1 听障生学习英语的必要性
听障生是由于各种原因导致双耳听力丧失或听力减退，以致听不到或听不清周围的声音，难与他人进行正常的语言交往活动。尽管因这样那样的原因，学起英语来会遇到不可想象的困难，但是他们仍应该且必须加入学习英语的行列中去。
随着国际交往的频繁，掌握英语已成为未来公民所具备的基本素质。在融合、全纳教育思想的影响下，听障生回归主流社会成为必然趋势。特殊教育的发展，新的基础教育课程改革，高等学校招收听障学生，这些使英语成为特殊教育学校应该开设的一门课程。
所以说听障生学生学习英语是非常必要的。
2 目前听障生在学习英语中存在的问题
学英语做什么，根本没用?我连话都不会说，怎么可以学会英语?这是绝大多数听障生心中存在的困惑，也是他们形成英语学习兴趣的拦路虎、绊脚石。我们要想办法把它们搬开，那么听障生学习英语才会有希望。众所周知，做事应思想先行，思想意识是行动的先导，决定着一个人的行动方向、工作动力、工作目的等多方面的因素 。所以，英语教学之初的一个重要任务就是让听障生接受英语这门课程，然后再培养他们的兴趣。
2.1 对于听障生学习英语尚无统一认识的问题
目前教育行政部门在确立听障生英语教学的目标时没有制定明确的目标。既然没有目标，也就没有与之相适宜的教材，更谈不上什么练习材料等辅助教参了。所以目前的听障生处在一个学习英语仍然还是在闭门造车的阶段，最多也只是参照高校招生考试大纲来“依葫芦画瓢”。
而且无论是听障生自身还是英语教师，都搞不清楚学习英语的目的，态度也不够端正。
而听障生英语的学法目前也只是各个学校在单兵作战，独自摸索。更要命的是因为众所周知的原因，各个学校的先进经验和科学方法还处于半保密状态，加重限制了听障生学习英语的健康发展。
2.2 听障生学习英语存在的心理问题
听障生在听力损伤后，对听障生的整个心理的健康发展造成了很大的影响。容易易怒、紧张、焦虑、自卑、过度敏感、猜疑、退缩型性格、孤僻型性格、或者偏执型性格。而且不会主动接触新事物，尤其是接受起来有点难度的新事物。英语，无论是发音，还是语法，都与汉语有着千差万别，所以学习起来有着莫大的困难，这也更加重了听障生对其的惧怕，减弱了对英语的兴趣，降低了学习英语的积極性，自然而然就学不好英语了。
2.3 听障生学习英语存在的生理问题
正常的发音器官，正常的智力水平等，这是获得正常语言发展不可缺少的生理基础。而有很多听障生在很小的时候就失去了正常的习得语音的自然环境，他们对语言的学习和理解与正常学生相比，难度大得多。听觉缺陷，引出语言发展的障碍，使听障生在记忆、注意、想象等一系列的心理活动中具有自己的特殊性。而学习任何一种语言，听和说是最起码和最直接的要求。但是听障生正好缺失了听和说这两种能力。于是，学习英语的难度也就可想而知了。
也正因为这几大原因，听障生英语教学的对象得不到扩展，从而导致教学科研工作无法顺利健康地发展。
3 解决方案
3.1 课程目标的制定
我国对听力语言残疾学生的义务教育作出了明确要求，即对听力语言残疾学生实施全面发展的基础教育，补偿生理和心理缺陷，使他们在德、智、体诸方面生动、活动、主动地得到发展。根据学生的实际能力，制定了聋校启蒙英语教学目标。
3.1.1 语言能力目标
根据听障学生进行听力补偿和语言训练后听力言语能力的不同，他们的语言能力可以分为两级。一级适用于听力频率补偿不全及听力补偿无效果、依靠看话和手语为主要交流方式的学生;二级适用于经过听力补偿后，在日常生活中主要通过听和说，结合少量的手语表达，与他人进行交流的学生。英语课程对语言能力不同的学生设置了不同的目标。
3.1.2 态度情感目标
(1)对英语学习表现出兴趣，开始形成良好的学习习惯;
(2)学习中能集中注意力;
(3)乐于参与实践，与他人合作完成学习任务;
(4)在生活中愿意使用所学的英语知识。
3.2 通过“实际应用”，激发学习兴趣。
实际应用不但能使听障生主动获得感性经验，调动学习兴趣，而且有助于他们融入社会，让其成为一个心智平衡的残疾人。课堂上教授的知识常常是纸上谈兵。学生亲身体验，实际应用较少。例如：在教授写信格式这一知识点时，可以提前写好信给我的朋友们，告诉他们我班学生的基本情况。然后让我的朋友们在我规定的时间内写封简单的英文信给学生。当学生们收到来信时，也恰好是学习写信的格式这一节，这样再顺其自然的让学生们亲自动手回信。这样学生们在激动、兴奋的情况下学会了写信的格式。起到了理论和实践相联系的作用。美国教育家布朗认为：“学习的环境应该放在真实的背景中，使它对学生有意义。”对于听障生来说，让他们看到生活情景中的英语，让他们在生活情景中学习英语，就能激发听障生探索生活中英语知识的兴趣。
例如，在《It is a big flower.》一课的单词教学时，把学生们带到了学校附近的复兴公园里，让他们通过比较学习：big， small， good， bad. 去的时候我让学生带上了画笔，还带上了字典。我让学生选择喜欢的事物来画一画，在画的旁边写上相应的句子。例如有的学生画了两朵花，相应的写上“It is a big flower. It is a small flower.” 这位学生正凑得很近地观察花的时候，突然花心里钻出一条毛毛虫，她吓得大叫一声，引来了身边的同伴。同伴看到后，指着花调皮的说：It is a bad flower! 公园里当然还有很多他们喜爱的东西，像是滑梯，跷跷板等，学生们遇到想知道的单词，马上就拿起手中的字典找了起来，找到后就用到句子中，例如一学生在图上画了一大一小两个滑梯，写上了：It is a big slide. It is a small slide. 学生对于自己找到的单词记得可牢了。
在真实的生活情景中教学，不仅提高了学生学习文本英语的兴趣，更激发了他们在实际生活中学用英语的热情。
3.3 通过游戏，做到学中有乐。
3.3.1 用游戏组织教学
课堂教学离不开组织教学，组织教学应该贯穿教学的全过程。这种组织活动就可以借助游戏。如在课开始前，我们可利用stop--go 游戏(由6-8名学生组成各个小组，形成一个群体，教师发出 go 的指令，学生开始没有规则的走动，几秒后教师发出 stop 指令!大家停止走动，位置最靠近的几名学生开始就各种话题进行交谈。)代替传统的师问生答千篇一律的形式。又或：在课前可经常开展一些与新授课有关的游戏，如：在教学 1-10 数字时可通过全班做 jump 5/6/11... times 游戏，即活跃了气氛，激发兴趣，又为新课做了心理及知识上的准备。在练习阶段，单纯的机械的操练往往会使学生感到乏味，因此，可利用游戏提供的真实情境或信息差激发学生交际的欲望，让学生在游戏中进行交际性的语言训练，最终达到运用语言的目的。课间也可让学生自己组织玩卡片游戏，帮助组织教学，调节课堂气氛，放松学生紧张的大脑，以便为一步更好地学习打下基础。
3.3.2 用游戏引入新授知识
字母是和单词是学好英语的基础。在教学26个字母时，可用 follow me，who's my brother? 等游戏引出26个字母。在听障生的单词教学中教師可充分利用神奇的 “Magic box” ，引出文具、 动物、水果等等的单词。用游戏操练新授知识。语言是一种交流工具，学习了新的语言后，可利用游戏让学生尽快的掌握运用。如在学习：Are you ...? 句型后，可让学生进行猜人、猜年龄、猜性别等游戏，学生往往兴致盎然，起到了很好的操练效果。
3.3.3 用游戏巩固新授知识。
在教学单词时，可以把同类词用歌曲游戏的形式结合起来复习。如用教唱 What is this? 来复习文具、动物、交通等单词。学生边唱，边演边问答，多种器官联动，即提高了复习效率，又活跃了思维。
根据听障生注意力难以集中这一心理特征，要完成英语课上大量训练任务，使听障生学得愉快、积极、主动，必须寓教于趣、寓教于乐，才能使学生兴趣盎然产生乐学。在课堂上经常采用游戏、表演等形式，唤起学生愉快之情，使情感和认识活动产生共鸣，收到了事半功倍的效果。比如，可以在教授动物名称的时候，可以做很多动物的帽子，在课上加以应用。让学生们学中有乐。
3.4 多鼓励学生，强化学生“说”英语过程中的优点，淡化缺点。
在教学中，教师千万不要总是揪住他的某个发音弱点不放，在其畏惧的心理上又给与打击，避免伤害他们的积极性;不要因为他不能用完整的英语口语表达而懊恼，即使是中、英文，兼有中国手势语和英语指语，只要语法正确，都可以让这种方法大行其道。比如说，我班上的学生如果要表达“Do you want to go to a movie? ”，可能“do ”就用指语打出，再加上口语，因为【du：】较容易发音，“you ”用“你”的中国手语兼唇型，“want to”用中国手语加上发音唇型，“go to a movie ”用“看电影”的中国手语和模糊省略发音。只要句子语法、结构正确，都应该鼓励。记住，对大多数听障生来说，“说”不是目的，“说”只是辅助记忆、理解单词、句子和阅读，最终目的是能够看得懂，写得明白，就是能够理解和书面表达。对于极少数口语能力强的的学生则相对提高口语要求。如果要求听障生在听、说、读、写上真正完成普通小学、初中英语大纲要求，这是不切实际的。现在英语新课程标准的最终目标是改革过去“哑巴英语”现状，基本思路是小学学会基本的口语技能，初中掌握基本语法和句型，高中进一步掌握语法和句型，大学阶段则是达到对英语的巩固、升华和灵活应用。显然，从听障生存在听力障碍和语言缺陷来说，这个目标是不切实际的高要求。因此，我们要从符合听障生特点和补偿缺陷，及发展一门语言能力的综合角度来制定合理的教学要求，使听障生“跳一跳，够得着。” 这样，才可能实践聋校英语教学。
在英语课堂教学中，很多听障生，甚至聋校英语教师不重视听、说和读的训练，只重视看和写，再就是强化理解。其中有许多有理的成分，比如重视写，比如在理解的基础上学单词，学句子，学语法知识。但是，我觉得太过于强化听障生听力缺陷，忽视了“英语”是一门语言这个特性。绝大部分聋人还是能发出一些声音了，就用这些声音去读去背去说英语单词、句子、短文，不求发音多么准确，围绕“说”做文章，将会起到更好的效果。
特殊教育是一项综合性的科学，而探讨听障生学习英语更是一项长期而且艰巨的工作。而只要我们有紧迫感和责任感，潜心研究，不断总结，不断创新，听障生也可以和正常学生一样更好的学习英语知识，让每位听障生学有所长、学有所用。
参考文献
[1]章苏妮.聋校启蒙英语课程建设与教学实践[J].南京特教学院学报，2007(03).
[2]乌稼闰.有效激发听障生学习英语的兴趣[J].特教杂志，2005(04).
作者单位
江苏省连云港市特殊教育中心 江苏省连云港市 222000
作者：孔婷婷