轻量级表面操纵系统(LSMS)是一种轻量级的机器人起重机,由一个结构高效的桁架结构组成,采用缆索驱动,模仿人类手臂的运动,但具有更长的延伸。它是可伸缩的,适合任何大小的着陆器,车辆,或表面应用,并可以使用一个工具箱的快速交换末端执行器,或工具,使其作为一个起重机,叉车,风化层铲,焊机,和更多。

十多年前首次在Langley设计,建造和测试的LSM,以展示从人类勘探任务的着陆机构卸载大量有效载荷,例如栖息地和流浪者的概念。

LSMS自最初开发以来的升级包括一套新的工具,如用于挖掘和操纵表层土的斗式卡车末端执行器、用于提升货物托盘的叉车齿工具和焊接工具,此外还有更大的自动化功能。现在,该团队正在设计、建造和测试一个原型飞行,或类似飞行的版本,可以在一个大型货运月球着陆器上进行演示。

随着美国宇航局在阿尔忒弥斯任务下建立一个可持续的月球存在,它需要开始设置多个元素,将有广泛的任务可以利用LSMS的多功能性。

新的LSMS将与原始原型的尺寸相似,可达25英尺,能够在月球上举起重约1公吨的载荷——大约相当于2200磅或一头大象的大小。即将到来的搭载科学仪器、技术演示和漫游者的阿尔忒弥斯任务将在这个有效载荷范围内完成。

LSM硬件将是空间额定的,准备好进一步发展,这可能使其与一个或多个被选中去月球的着陆器兼容。后续项目将开发与兰德集成所需的额外的机械和电气接口和软件。

最终,目标是在一系列尺寸下展示技术,这些尺寸可以与较小的商业机器人着陆器连接到更大的着陆器。在该项目下正在开发分析工具,以便为不同的任务相当快地开发LSM的不同大小变体。LSMS旨在在月球,火星或任何形式的行星体上运行。

该团队开始查看为较小的机器人着陆任务创建一个较小的LSM,以便在人类使命之前。Mini-LSM有大约六英尺的覆盖范围,可以添加类似的一组类似的卸载和其他任务到着陆器,并且可以以较小的规模展示月球表面上的LSM技术。

这个特殊版本可以提供一些独特的功能,比如给探测车充电。月球车可以与迷你lsms卸载,月球车可以执行任务并返回。由于LSMS在顶端有电源连接,探测器可以充电,从而完成另一个任务。

如果LSMS可以安装在月球车上,它就可以作为一个移动工具,用于挖掘和风化层操作,或者从着陆器上提升货物。使用移动LSMS就不需要在每次任务中着陆卸载设备,这既节省了重量又节省了成本。

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运动设计杂志

本文首次发表于《华尔街日报》2021年4月号运动设计杂志。

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