根据不同的科学探测目标和任务要求，漫游车搭载的机械臂的自由度也有所不同，通常为2～7个自由度不等，但以3～5自由应用最多，这里主要介绍几个较典型的 

机械臂。

(1) Rocky7 上的机械臂 

Rocky系列探测车是JPL开发的地面样机，其中以Rocky7最为成熟，Rocky7火星车是美国喷气推进实验室为美国国家航空航天局研制的一系列火星车中最新的一种，索杰纳是它的一种简化符号[20]。大小为68x48x32cm，轮径13cm。有太阳能电池板供电。增加了一对安装在桅杆上的导航相机，它利用航向点信息引导车辆向特定的方向运动，利用它机器人车可以自动躲避障碍物，是1997 年开发用于验证自治技术的一种漫游车。它配备的机械臂是一个2自由度的轻型机械臂，重650g，长32cm，装在漫游车的前端，能够达到地面以下10cm处。如图1.1所示类似铲子机构，用于挖掘、运输样品。机械臂展开时能够进行不同的操作：挖掘、倾倒以及质谱仪数据获取[13]。

 Rocky7 行星探测漫游车的机械臂

(3) Pebble上的机械臂 　

Pebble漫游车由美国麻省理工学院(MIT)开发，该漫游车已经在火星试验场地得到验证。它配备有一个4自由度手臂，如图1.2所示。该漫游车的特点在于机械臂能够在非结构化环境中操作，能够完成如样品收集、挖掘等任务[13]。

 Pebble上的4自由度机械臂 

 (4)Marsokhod上的机械臂

Marsokhod 是由俄罗斯和ArmesResearch Center共同开发的一款漫游车，此车准备先探测月球，再探测火星。该车采样和操作仪器的工具是一个5自由度机械臂和一个圆盘转动式工具盘，还有一个彩色相机固定在机械臂末端执行器上。能够完成近景成像、土壤机械特性测试和样品获取等功能。安装在车前的固定立体相机用于辅助机械臂定位。该机械臂是由MacDonnell Douglas 开发的，最远伸展距离可达1m[13]。该装置有力传感器与机械臂相连，这个传感器能够感知目标表面或障碍。机械臂仅需要用2个命令就能完成定位一个接触表面。如图1.3所示：

Marsokhod上的机械臂

(5) MER上的机械臂 　

美国2003 火星车上配备的机械臂是由ASI公司设计，如图1.4所示。该机械臂共有5 个自由度，一个肩部、一个肘部和一个腕部，其中肩部有两个关节，一个肩方位关节用于完成水平方位运动，一个肩提升关节用于完成垂直提升。肘部有一个关节，完成辅助提升。腕关节的两个驱动器分别提供腕部转塔的俯仰和旋转。其前端携带的有效载荷包括[13]： 一个铲子、研磨器、光谱仪APXS等。机械臂主要用于辅助仪器完成样品获取、加工、处理。

火星车5自由度车

1.2.2 国内现状

我国亦积极开展探月活动，即嫦娥工程，分三期进行。一期工程名为“嫦娥一号”已于2007年10月24日成功发射，源`自*751~文·论^文`网[www.751com.cn并圆满完成科学任务。现阶段已经发展到二期工程，为“嫦娥二号”于2010年发射，即发射月球软着陆器又称月球车，携带月球巡视勘察器，进行月球软着陆和自动巡视勘测，探测着陆区的地形地貌、地质构造、岩石的化学与矿物成分和月表的环境，进行月岩的现场探测和采样分析，具体方案是用安全降落在月面上的探测车、自动机器人对着陆区土壤与岩石进行取样分析[11-13]，预期2013年将发射“嫦娥三号”。

(1) 中国空间技术研究院 　

由中国空间技术研究院牵头，联合哈尔滨工业大学、中科院沈阳自动化所等单位，于2006 年5 月研制出了一种月球车原理样机[13](图1.5)。机械臂有5 个自由度，具有折叠和展开功能，伸展长度为0.8m，最大负载为2kg，重复定位精度为± 1mm[11]，分别进行了内场和外场实验。 用于样本采集的4自由度机械臂结构设计与研究(3):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_54841.html