1.1研究意义

载人月球车是载人登月行动的重要工具，它能够携带大量科学探测仪器和航天员采集的月壤样本，以及作为航天员科学考察的代步工具，减少体力消耗，扩大在月球表面的活动范围。由于月球表面具有特殊的物理特性和较为恶劣的月面环境，载人月球车的设计需要更为严苛的技术要求，尤其对于月球车的移动系统，需要确保月球车具备较高的行驶速度，较强的障碍通过能力和合适的驾驶平顺性。

悬架是连接车轮与车体的重要部件，其传递整车载荷至车轮并隔离车轮与地面接触产生的振动。本课题针对载人月球车移动系统的悬架进行设计与研究，参考当前地面车辆采用的主动悬架，设计适用于载人月球车的主动悬架系统，包括基本结构与控制系统，并研究该主动悬架的性能以及对载人月球车驾驶舒适性和操纵性的影响。

1.2研究现状

目前载人月球车的研究较少，载人月球车的主动悬架研究则更少。阿波罗登月行动曾使用的三辆载人月球车是仅有的实际投入使用的载人月球车，其采用的扭杆弹簧双横臂悬架是被动悬架。因此本课题的主动悬架设计应主要参考地面车辆主动悬架的相关研究设计。

地面汽车的悬架大致可分为被动悬架和可控悬架。可控悬架则包括有半主动悬架和主动悬架，半主动悬架通过外界输入少量的能量实现阻尼元件阻尼系数或者弹性元件刚度的调节，主动悬架则需要输入较多能量实现额外主动力的控制，辅助控制振动，另外通过主动力可调节车身四角高度，控制车身姿态，使车辆在启动、刹车和转弯时产生的抬头、点头和侧倾得到修正，保持车身始终水平。

图1 车辆悬架原理示意图

主动悬架根据基本工作原理可分为液压式、气压式和电磁式，根据课题任务要求，载人月球车应主要考虑电磁式；电磁式根据作动器结构又可分为直线电机式和旋转电机式。其中旋转电机式的悬架系统存在较多机械结构，存在较大摩擦阻尼，可靠性难以保证，故作动器方案考虑采用直线电机式。