月球车能飙车吗？中国团队突破高速漫游车设计，颠簸路面稳如“太空高铁”-

“玉兔二号月球车1小时只能走72米，比人散步还慢！未来月球探测要覆盖更大区域，漫游车能‘飙’起来吗？”近年来，行星探测任务对漫游车速度和地形适应性提出更高要求，但月球、火星表面遍布陨石坑、碎石堆，传统漫游车稍快就会打滑甚至“翻车”。近日，哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室团队在《Front. Mech. Eng.》发表研究，推出高速行星漫游车（HPR）设计新方法——通过“多环悬架+主动控制”技术，让漫游车在崎岖地形上高速行驶时仍能“稳如高铁”，仿真验证显示其垂直加速度波动降低，全轮接地率提升，为未来深空探测任务提速提供关键支撑。

现实挑战：传统月球车“龟速”的背后，藏着两大“拦路虎”

“不是不想快，是快不起来！”团队负责人解释，传统行星漫游车（如玉兔二号）最高速度约0.2m/s（0.72km/h），主要受两大限制：

地形“颠簸滤镜”：月球表面粗糙度极高（如图1所示的功率谱密度PSD图显示，月海区域微小凸起达毫米级，高地碎石尺寸超半米），速度提升会放大地面冲击，就像“开跑车过搓衣板路”，车身剧烈震动可能导致设备损坏；
悬架“僵脖子病”：传统刚性悬架（如图4a）无法自适应地形，高速行驶时车轮易悬空（如图3显示，0.05m/s速度下地面加速度激励已达某阈值，速度提高后激励更大），而柔性悬架（图4b）虽减震但刚性不足，容易“软塌塌”跑偏。

设计创新：“八爪鱼悬架”+“机械乐高”，解锁高速稳行密码

为破解“快与稳”的矛盾，团队提出两大创新设计：

多环自适应悬架：放弃传统单一悬架结构，采用“并联主动悬架”（图4c）与“多环机构”组合，就像给漫游车装上“八爪鱼的触手”——每个车轮通过独立悬架与车身连接，悬架内含弹簧阻尼器和主动关节（图8-10），能实时调整车轮角度和高度，确保全轮始终贴地（3.1.1“全轮附着状态”）。
拓扑结构“积木法”：通过单开链（SOC）单元进行悬架类型综合（图7），像搭“机械乐高”一样组合出不同环数的机构（Tables 1-5显示单环到五环拓扑结构），最终选定四环悬架（图11）——四个闭环结构交叉连接，既保证刚度（抗颠簸）又具备多自由度（地形适应），就像“太空高铁”的减震系统，刚柔并济。

技术方法：从“被动减震”到“主动维稳”，悬架会“思考”路况

设计方法论的核心是让悬架从“被动挨打”变“主动防御”：

地形感知先行：通过地面加速度传感器（类似汽车的ESP系统）实时监测路面起伏，计算每个车轮的理想接地位置；
多环协同调整：四环悬架的主动关节根据感知数据，像“肌肉群”一样协同发力——遇到凸起时，对应悬架收缩“抬腿”，遇到凹陷时，伸展“踩实”，确保车身姿态平稳（如图5所示，并联主动悬架的幅频特性在高频段衰减更明显，震动过滤效果优于刚性和柔性悬架）；
拓扑优化保障：通过SOC单元组合（图6连接点分布），确保悬架自由度（DOF）与地形复杂度匹配，比如四环结构提供6个自由度，刚好覆盖月球车在三维空间的姿态调整需求。

仿真验证：Class E级颠簸路稳如平地，轮载波动降低

团队在仿真中对四环HPR进行“极限测试”：

Class E地形（最崎岖等级）：如图12所示，模拟月球高地碎石路面，HPR以0.5m/s（1.8km/h，是玉兔二号2.5倍）行驶，垂直加速度均方根值（Fig.13d）比传统刚性悬架降低，车身“点头”（俯仰加速度）和“侧倾”（横滚加速度）幅度减少；
交叉轴地形（车轮高低差）：如图14所示，四个车轮分别通过不同高度障碍，主动悬架实时调整车轮负载，各轮接地压力波动控制在±10%以内，避免打滑或悬空——这意味着即使某侧车轮陷入小陨石坑，另一侧车轮仍能提供足够抓地力，防止“翻车”。

应用前景：探月、火星任务“提速器”，未来或实现“月球高铁”

这项设计为深空探测任务带来变革可能：按0.5m/s速度计算，HPR一天可行驶43.2km，是玉兔二号（日均200米）的216倍，能快速覆盖更大区域，寻找水冰或矿物资源。未来若进一步优化，速度有望提升至1m/s（3.6km/h），接近人类慢跑速度。

团队表示，下一步将开展物理样机试验，验证极端低温（-180℃）和真空环境下的悬架性能。