4自由度机械臂在外星探测上有重大意义，我国在零七年于俄国签订了协议，萤火一号将于俄国的火箭一起于今天九月飞往火星，进行环绕火星的科学活动，后推迟到十一月份。足见我国对星星探索的重视，现在有许多高校都开始了对着陆器的研究，主要表现在着陆器的摇臂及行移动特性的研究，对于行星表面采样系统的研究还刚起步。

1.2课题的研究意义

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，4自由度机械臂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。4自由度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，用于样品采集。

工业机器人也以自由度机械臂为主体，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，4自由度机械臂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。

在这里我们所设计的机械臂是用于火星探测装置的机械臂。

：火星探测车的机械臂装置

火星是与地球最相似的行星，因此是目前除地球以外人类研究程度最高的行星。截止到2007年8月8日，人类共发射了38个火星探测器，其中美国18个、苏联17个、俄罗斯1个、日本1个、欧渊1个。总共有18个探测器成功对火星进行了探测，其中5个飞越火星，7个进入火星轨道探测，6个在火星着陆。目前，在火星轨道上有3个探测器在工作，在火星表面有2辆火星车在工作，还有1个火星着陆器正飞往火星。

1.3各国竞相探火星    

在1962年～1988年间，苏联曾先后发射了“火星”、“火卫”等系列火星探测器，其中的大部分都失败了，只有1971年5月28日发射的火星3号着陆舱在火星表面软着陆，虽然仅发送20秒钟电视信号，但它是第1个到达火星表面的探测器；1973年7月26日发射的火星5号于1974年2月12日进入火星轨道，成为火星的人造卫星，发回首批火星照片；1 973年8月5日发射的火星6号，在着陆过程中对火星大气进行了观测，发回了火星大气参数。1996年俄罗斯发射的火星96也因火箭故障而失败。

美国于1964年～1970年发射了“水手”系列探测器，其中有4个成功地探测了火星，尤其是水手4号，它于1965年7月14日在距火星表面约1万千米的地方掠过，首次传回了21张火星近距离的照片，从中鉴别出火星的多个火山口，还探测到火星气密度不足地球的1％。1969年2月24日和3月27日发射的水手6号和7号，于7月31日和8月4日在距火星约3400千米处飞过，对火星的大气成分和结构作了探测。1971年1 1月14日首次进入火星轨道飞行的水手9号拍摄了70％的火星表面，并从根本上否定了火星存在运河的说法，因为从传回的照片上看到的是如同沙漠里一样的由火星风形成的沙粒带状条纹。这些照片只发现了许多干涸的河床，它表明火星上可能曾经存在过液态的水。1976年7月20日和9月3日，美国海盗1号、2号探测器先后实现了在火星表面成功软着陆的壮举。探测结果表明，海盗1号、2号探测器先后实现了在火星表面成功软着陆的壮举。探测结果表明，在海盗1号、2号所着陆的区域里没有发现任何生命存在的痕迹，也未探测到火星上有任何有机分子，但它们为后来的火星着陆探测奠定了基础在停止火星探测多年以后，美国于1 992年9月25日发射了“火星观测者”探测器，但它在即将进入火星轨道时与地面失去联系。关于火星上是否有生命已经争论了许多年。科学家们预测，像地球一样，在诞生之初火星拥有大量水。在火星北半球的大部分地区遍布着许多平原，那里曾经是由从南部高地倾泻而下的洪水淤积成的一片汪洋大海，所以可能有生命。为了彻底搞清这一重大问题，从20世纪90年代中期起，美国开始实施“火星生命计划”，即每隔26个月发射2个不载人火星探测器，最终确定火星上是否存在生命。1 996年1 1月7日和1 2月4日美国分别发射了“火星全球勘测者”和“火星探路者”探测器，取得了出人意料的收获，但它们现都已完成了各自的使命。“火星探路者”于1997年7月4日在火星着陆，然后利用首次携带的“索杰纳”火星车进行了较为广泛的探测。它发回了蔚为壮观的火星全色全景照片，使人类对火星地表景观有了直观的认识；深人了解了火星气候，对火星岩石和土壤也有了初步了解；找到一些支持“火星生命说”的证据，并创造了几项第一。1997年9月11日，“火星全球勘测者”进入火星轨道。其上的照相机饱览了火星地貌，并意外获得大量火星数据，其中包括1次面积有南大西洋那么大的沙暴照片。它发现火星上存在强磁物体，这一发现对正确认识和了解火星的演化历史、探明火星上究竟有无生命存在的条件具有极其重要的价值。从探测器上的激光高度计获悉，火星上有海洋的遗迹，火星北半球存在太阳系中最平整的表面，其它区域则是古代高原。它不仅发现了火星上敞着口的峡谷，还利用所发回的图片来帮助确定后来发射的勇气号和机遇号探测器的降落地点，并为它们传输指挥中心的指令。