移动机器人技术的研究属于多学科相互交叉，相互渗透的，对它的研究具有很大的理论价值和广阔的应用前景。在工业机器人问世40多年后的今天，机器人己被人们看作为一种生产工具，同时随着科学技术的迅速发展和人们生活水平的提高，机器人的功能己不再是只能从事某项简单的操作，而是可以承担多种任务;机器人的工作环境也不再是固定在工厂和车间现场，而是开始走向海洋、太空和户外，有些甚至已经进入医院、家庭和娱乐场所。具有智能特性的自主式移动机器人正在向非制造业方向扩展，这些非制造业包括航天、海洋、军事、建筑、医疗护理、服务、农林、办公自动化和灾害救护等，如飞行机器人、海难救援机器人、化肥和农药喷撒空中机器人、护理机器人等。近年来，对移动机器人的研究受到重视，仿照生物的功能而发明的各种移动机器人越来越多，小到娱乐机器人玩具、家用服务机器人，大到工程探险、反恐防爆、军事侦察机器人等。相应地，这些领域对所应用的移动机器人系统也提出了更高的要求，特别是在机器人的运动速度、灵活性、自主性、作业能力等方面的要求越来越高。因此，无论是在制造业还是在非制造业，具有智能特性的自主式移动机械臂成为了国内外研究的热点。

本课题以实际项目移动机器人月球探测车的车载机械臂为研究对象。设计月球车车载机械臂的结构。所谓移动机器人月球探测车车载机械臂，就是将机械臂安装在一个小型的多用途的月球探测车的作业平台上，月球探测车是一个智能移动平台，其上可搭载通讯、探测系统或者其他特殊作业系统。车载机械臂用来实现一些动作如抓取，可以在机械臂的末端执行器上安装一定的工具进行作业，通过探测车的移动扩大机械臂的工作空间，这种机构使机械臂拥有最大的操作空间和高度的运动冗余性，并同时具有移动和操作功能，这使他优于传统的机械臂，使他在空间探测领域具有极其广阔的应用前景。

1.2  国内外机械臂的发展现状及研究

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 械臂的研究目的与意义

目前4自由度机械臂结构设计的定义在世界各国的科技界尚未统一。4自由度机械臂是一种机体独立以及相关动作的自由度较多以及程序可灵活变更，并且能任意定位和自动化程度高的可以实现自动操作的机械臂。主要是用于加工一些柔性制造系统中机件传递和装卸工件等。4自由度机械臂在外星探测上有很大应用，主要用于样品采集。

工业机器人也以4自由度机械臂为主体，4自由度机械臂与我们人类相比可以有更快的运动和加工的速度，也可以搬运更重的东西，而且4自由度机械臂由于是机械定位精度相当的高，它可以根据外部来的信号来自动进行各种相关的操作。

我国月球探测二期工程的科学目标之一是月表物质成分探测与研究。要完成这个科学目标，要求月球车携带一些能完成就位探测的有效载荷，机械臂就是这种能携带这些有效载荷完成就位探测任务的有效装置。机械臂能够完成就位探测有效载荷仪器的放置、定位、操作及月壤采集等操作，通过机械臂操作就位仪器就能够完成月壤分析、月岩分析等科学目标，此外，机械臂还可以简化科学仪器的设计。机械臂子系统是月球车的一个重要组成部分，对顺利完成月球车就位探测任务至关重要。

1.4 主要研究内容

机械臂的主要要求为：质量轻，刚度高，单位载荷大，体积小，结构紧凑，稳定性好。

机械臂的机械部分是整个机器人的执行机构，机构型式的好坏，将直接影响到整个系统。我们主要从以下几个方面对其进行研究设计：