專利名稱：登月車的月表行走裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航空航天和機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型登月車的行走部件，特別涉及到具有折疊，彈跳和正常行走功能的一種登月車的月表行走裝置。
背景技術(shù)：
目前，世界各國(guó)都在進(jìn)行外星體探測(cè)設(shè)備的研發(fā)，探測(cè)器的行走裝置歷來(lái)作為探測(cè)器的重要部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括NASA研制的機(jī)遇號(hào)火星車的六輪懸掛式、意大利設(shè)計(jì)的蜘蛛型探測(cè)器的多足式、還有其他如履帶式和跳躍式等等。但是，目前的探測(cè)器均采用單一月面運(yùn)行方式，在地面適應(yīng)性上存在不足，不足以適應(yīng)多變的月面環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種加強(qiáng)登月車地面適應(yīng)性的裝置，該裝置綜合了輪式行進(jìn)和跳躍式行進(jìn)兩種方式，很好地適應(yīng)月表各種復(fù)雜地形條件。當(dāng)路面相對(duì)平坦時(shí)，登月車以相對(duì)穩(wěn)定的輪式行進(jìn)方式行進(jìn)；當(dāng)遇到溝壑或稍高障礙時(shí)，行走裝置被收回到登月車內(nèi)，以跳躍方式越障，落地后登月車自動(dòng)調(diào)整姿態(tài)，正常行駛或執(zhí)行其他任務(wù)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下裝置由三大部件組成中心支架、輪式行進(jìn)部件，包括可伸縮折疊腿、懸掛彈簧、車輪和步進(jìn)電機(jī)以及跳躍控制部件，包括滑塊、鎖止掛鉤、跳躍彈簧、鋼絲繩、伺服電機(jī)。跳躍工作時(shí)，伺服電機(jī)啟動(dòng)拉動(dòng)鋼絲繩，使其帶動(dòng)滑塊在中心支架滑道上向端部滑動(dòng)同時(shí)拉伸跳躍彈簧，可伸縮折疊腿在滑塊帶動(dòng)下，其各連桿折疊，使腿部收回登月車內(nèi)，當(dāng)滑塊到達(dá)中心支架端部時(shí)，被鎖止掛鉤勾住，這時(shí)跳躍彈簧被拉伸不能復(fù)位。當(dāng)伺服電機(jī)不通電、鎖止掛鉤也在其內(nèi)部電磁繼電器作用下釋放滑塊時(shí)，跳躍彈簧迅速收縮，使滑塊靠近中心支架中間部位，使可伸縮折疊腿迅速展開，車輪施加給地面一個(gè)作用力，這樣，登月車便在地面給車輪的反作用力的作用下完成了跳躍動(dòng)作。登月車采用輪式行進(jìn)方式時(shí)，可伸縮折疊腿展開，車輪通過(guò)腿部各臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)整轉(zhuǎn)至正常行駛位置，通過(guò)每條可伸縮折疊腿內(nèi)部的懸掛彈簧達(dá)到適應(yīng)崎嶇路面的目的。本發(fā)明的效果和益處是通過(guò)跳躍和輪式行進(jìn)兩種方式，增加了登月車行駛方式的多樣性，提高了登月車的地面適應(yīng)性。


圖1是登月車的月表行走裝置腿部機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖2是登月車的月表行走裝置主視圖。圖3是登月車的月表行走裝置俯視圖。圖4是登月車的月表行走裝置側(cè)視圖。圖5是登月車的月表行走裝置軸測(cè)圖。圖1和圖5中1.滑塊；2.中心支架；3.可伸縮折疊腿；4.懸掛彈簧；5.步進(jìn)電機(jī)；6.車輪；7.伺服電機(jī)；8.鋼絲繩；9.鎖止掛鉤；10.跳躍彈簧。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。在圖1中，滑塊1可在中心支架2滑道上滑動(dòng)，帶動(dòng)可伸縮折疊腿3的連桿機(jī)構(gòu)， 使之折疊或展開，懸掛彈簧4可以使登月車適應(yīng)崎嶇的路面狀況，三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)5控制車輪 6的姿態(tài)調(diào)整，使得車輪6可以在行進(jìn)過(guò)程中具有更高的空間自由度，從而使登月車可以進(jìn)行自由的轉(zhuǎn)向。在圖5中，中心支架2支撐和安置各功能部件；跳躍時(shí)，伺服電機(jī)7啟動(dòng)拉動(dòng)鋼絲繩8，使其帶動(dòng)滑塊1在中心支架2上向端部滑動(dòng)同時(shí)拉伸跳躍彈簧10，滑塊1通過(guò)可伸縮折疊腿3的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)使腿部折疊收回到車身內(nèi)，當(dāng)滑塊1到達(dá)中心支架2端部時(shí)，被鎖止掛鉤9勾住，這時(shí)跳躍彈簧10被拉伸不能復(fù)位。當(dāng)伺服電機(jī)7不通電、鎖止掛鉤9也在其內(nèi)部電磁繼電器作用下釋放滑塊1時(shí)，跳躍彈簧10迅速收縮，滑塊1靠近中心支架2的中間部位，使可伸縮折疊腿3伸展，這樣便完成了跳躍動(dòng)作。每條可伸縮折疊腿3均安裝如圖1 中所示的三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)5，使得登月車在正常行進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，以保證行進(jìn)及轉(zhuǎn)向的靈活性。可伸縮折疊腿3伸展，車輪6再通過(guò)步進(jìn)電機(jī)5的調(diào)整轉(zhuǎn)至如圖5所示輪式行進(jìn)狀態(tài)，依靠安裝在每個(gè)車輪6內(nèi)部的電機(jī)驅(qū)動(dòng)登月車正常行進(jìn)。將車輪6外圈形狀設(shè)計(jì)成具有斜向溝槽花紋的形式，以使其能在月表環(huán)境下順利排沙，從而確保車體的正常行駛。 中心支架2主體采用鈦合金材料和復(fù)合材料，質(zhì)輕且具有足夠的強(qiáng)度。中心支架2采用鏤空形式，在保證強(qiáng)度的前提下減輕了車重。此外，中心支架2與車體連接部分采用彈性材料以緩沖吸震，防止車體內(nèi)部在跳躍落地過(guò)程中損壞。
權(quán)利要求
1. 一種登月車的月表行走裝置，裝置由中心支架O)、輪式行駛部件以及跳躍控制部件三部分組成，其特征是輪式行駛部件包括可伸縮折疊腿(3)、懸掛彈簧G)、車輪和步進(jìn)電機(jī)(5)，登月車采用輪式行進(jìn)方式時(shí)，輪式行駛部件的可伸縮折疊腿C3)展開，車輪(6)通過(guò)腿部各臺(tái)步進(jìn)電機(jī) (5)的調(diào)整轉(zhuǎn)至正常行駛姿態(tài)，依靠安裝在每個(gè)車輪(6)內(nèi)部的電機(jī)驅(qū)動(dòng)登月車正常行進(jìn)， 此時(shí)登月車通過(guò)每條可伸縮折疊腿(3)內(nèi)部的懸掛彈簧(4)適應(yīng)崎嶇路面；跳躍控制部件包括滑塊(1)、鎖止掛鉤(9)、跳躍彈簧(10)、鋼絲繩(8)、伺服電機(jī)(7)， 跳躍工作時(shí)，跳躍控制部件的伺服電機(jī)(7)啟動(dòng)拉動(dòng)鋼絲繩(8)，使其帶動(dòng)滑塊(1)在中心支架( 滑道上向端部滑動(dòng)同時(shí)拉伸跳躍彈簧(10)，可伸縮折疊腿C3)在滑塊(1)帶動(dòng)下， 其各連桿折疊，使腿部收回到登月車內(nèi)，當(dāng)滑塊(1)到達(dá)中心支架( 端部時(shí)，被鎖止掛鉤 (9)勾住，這時(shí)跳躍彈簧(10)被拉伸不能復(fù)位；當(dāng)伺服電機(jī)(7)不通電、鎖止掛鉤(9)也在其內(nèi)部電磁繼電器作用下釋放滑塊⑴時(shí)，跳躍彈簧(10)迅速收縮，滑塊⑴靠近中心支架O)中間部位，使可伸縮折疊腿(3)迅速展開，車輪(6)施加給地面一個(gè)作用力，登月車便在地面給車輪(6)的反作用力的作用下完成了跳躍動(dòng)作。
全文摘要
一種登月車的月表行走裝置，屬于航空航天和機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。其特征是由中心支架支撐，受控進(jìn)行跳躍和輪式行進(jìn)。跳躍工作時(shí)，伺服電機(jī)拉動(dòng)鋼絲繩，帶動(dòng)滑塊向中心支架端部滑動(dòng)，拉伸跳躍彈簧，收攏可伸縮折疊腿，當(dāng)滑塊到達(dá)中心支架端部時(shí)，被鎖止掛鉤勾住。當(dāng)伺服電機(jī)斷電、鎖止掛鉤釋放滑塊時(shí)，跳躍彈簧迅速縮短，可伸縮折疊腿迅速展開，地面對(duì)車輪的反作用力使登月車完成跳躍。輪式行進(jìn)時(shí)，可伸縮折疊腿展開，車輪在腿部各臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)整下轉(zhuǎn)至行進(jìn)姿態(tài)，依靠安裝在車輪內(nèi)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)登月車，通過(guò)腿部的懸掛彈簧適應(yīng)崎嶇路面。本發(fā)明的效果和益處是通過(guò)跳躍和輪式行進(jìn)兩種方式，增加了登月車行進(jìn)方式的多樣性，提高了登月車的地面適應(yīng)性。
文檔編號(hào)B62D57/028GK102490911SQ201110427708
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者宋洪俠, 張浩瀚, 張蕾, 鄒睿 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)