本發(fā)明屬于空間探測技術領域，尤其涉及一種適用于探測車的繩索輔助駛離裝置。

背景技術：

承載探測車的星球探測器著陸到星球表面后，探測車需要通過著陸平臺上的坡道駛離著陸平臺。一般的，受著陸平臺構型布局的約束，著陸平臺距星球表面的距離較高，而探測車最大駛離坡道的能力受探測車的結構和質(zhì)量特性的限制，通過對探測車自身設計以提升探測車駛離坡道的能力是及其有限的。

目前，通常采用的方案是，通過設計較長的坡道來保證探測車駛離著陸平臺的過程平穩(wěn)，不發(fā)生傾翻。然而較長的坡道設計存在諸多問題：坡道質(zhì)量大、機構復雜，耗費的資源高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術解決問題：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種適用于探測車的繩索輔助駛離裝置，采用外界作用力約束探測車，有效提升了探測車駛離坡道的能力。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明公開了一種適用于探測車的繩索輔助駛離裝置，包括：第一繩索和第二繩索；所述第一繩索和第二繩索對稱設置在探測車的左右兩側；

所述第一繩索的末端固定在著陸平臺的第一錨點上，前端穿過設置在探測車車體上的第一過線孔之后，纏繞在探測車的左前輪上，纏繞方向與左前輪的前進轉動方向相同；

所述第二繩索的末端固定在著陸平臺的第二錨點上，前端穿過設置在探測車車體上的第二過線孔之后，纏繞在探測車的右前輪上，纏繞方向與左前輪的前進轉動方向相同；

其中，所述第一錨點和第二錨點、第一過線孔和第二過線孔、以及左前輪和右前輪均為對稱設置。

在上述適用于探測車的繩索輔助駛離裝置中，

所述左前輪和所述右前輪的和運動與探測車車體運動一致；

所述第一過線孔設置在探測車車體上、與左前輪相同一側的后下端；

所述第二過線孔設置在探測車車體上、與右前輪相同一側的后下端。

在上述適用于探測車的繩索輔助駛離裝置中，所述第一繩索和第二繩索的長度滿足如下條件：

當探測車的全部車輪駛離著陸平臺的坡道時，所述第一繩索脫離探測車的左前輪，所述第二繩索脫離探測車的右前輪。

在上述適用于探測車的繩索輔助駛離裝置中，

所述左前輪包括：左前輪輪緣，以及設置在左前輪輪緣上的第一卡槽和第一繩槽；

所述右前輪包括：右前輪輪緣，以及設置在右前輪輪緣上的第二卡槽和第二繩槽；

所述第一繩索包括：設置在第一繩索前端的第一環(huán)形扣；

所述第二繩索包括：設置在第二繩索前端的第二環(huán)形扣；

其中，在纏繞時，第一環(huán)形扣套在第一卡槽中，按左前輪的前進轉動方向，第一繩索纏繞在第一繩槽內(nèi)；第二環(huán)形扣套在第二卡槽中，按右前輪的前進轉動方向，第二繩索纏繞在第二繩槽內(nèi)。

在上述適用于探測車的繩索輔助駛離裝置中，

所述第一繩索在左前輪上的纏繞圈數(shù)s1滿足如下條件：

s1＝(l2+l5+l4-l6-l4)/πd＝(l2+l5-l6)/πd

其中，l2表示著陸平臺的坡道的起始點到第一錨點的長度，l4表示左前輪與第一過線孔間的繩索長度，l5表示第一過線孔到所述著陸平臺的坡道的起始點的長度，l6表示第一過線孔與第一錨點間的繩索長度；d表示左前輪的直徑；

所述第二繩索在右前輪上的纏繞圈數(shù)s2＝s1。

在上述適用于探測車的繩索輔助駛離裝置中，

所述第一繩索在左前輪上的纏繞圈數(shù)s1滿足如下條件：

s1＝(l1+l3)/πd

其中，l1表示著陸平臺的坡道長度，l3表示第一過線孔的水平投影點到所述著陸平臺的坡道的起始點的長度；d表示左前輪的直徑；

所述第二繩索在右前輪上的纏繞圈數(shù)s2＝s1。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明通過左右對稱設置的兩根繩索來約束探測車的駛離運動，有效提高了探測車的下坡能力，有利于降低坡道的設計長度，減輕系統(tǒng)的質(zhì)量，相對傳統(tǒng)駛離方式，具有結構簡單、系統(tǒng)質(zhì)量輕、安全性高等特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中一種適用于探測車的繩索輔助駛離裝置的側視圖；

圖2是本發(fā)明實施例中一種適用于探測車的繩索輔助駛離裝置的俯視圖；

圖3是本發(fā)明實施例中一種前車輪和繩索的纏繞狀態(tài)示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例中一種典型坡道結構下的幾何尺寸示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例中一種探測車繩索輔助駛離過程中探測車的簡化受力示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例中一種探測車繩索輔助駛離過程中繩索的作用力示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明公共的實施方式作進一步詳細描述。

本發(fā)明公開了一種適用于探測車的繩索輔助駛離裝置，在原有探測車、著陸平臺、坡道的基礎上，增加兩根繩索約束探測車的向前傾翻和滑移。兩根繩索對稱安裝在探測車的兩側，每根繩索的一端固定在探測車后方的著陸平臺上，另一端通過車體后端、底部的過線孔纏繞在前車輪上，繩索的纏繞方向與前車輪前進轉動方向相同，繩索長度恰好滿足探測車全部車輪駛離著陸平臺坡道時刻，繩索脫離前車輪。探測車在駛離著陸平臺時，車輪向前轉動，在探測車向前移動的同時，繩索被釋放。探測車在下較大坡度的坡道時，繩索將產(chǎn)生拖拽探測車的作用，防止探測車在坡道上下滑，同時繩索作用在探測車車體后部過線孔上的下壓力，有利于抑制探測車前翻。

參照圖1，示出了本發(fā)明實施例中一種適用于探測車的繩索輔助駛離裝置的側視圖；圖2，示出了本發(fā)明實施例中一種適用于探測車的繩索輔助駛離裝置的俯視圖。在本實施例中，所述適用于探測車的繩索輔助駛離裝置，包括：第一繩索11和第二繩索12；所述第一繩索11和第二繩索12對稱設置在探測車2的左右兩側。

在本實施例中，所述第一繩索11的末端固定在著陸平臺3的第一錨點31上，前端穿過設置在探測車2車體上的第一過線孔21之后，纏繞在探測車2的左前輪41上，纏繞方向與左前輪41的前進轉動方向相同。對稱的，所述第二繩索12的末端固定在著陸平臺3的第二錨點32上，前端穿過設置在探測車2車體上的第二過線孔22之后，纏繞在探測車2的右前輪42上，纏繞方向與左前輪42的前進轉動方向相同。

如圖2可知，在本實施例中，所述第一錨點31和第二錨點32、第一過線孔21和第二過線孔22、以及左前輪41和右前輪42均為對稱設置。

優(yōu)選的，所述左前輪41和所述右前輪42滿足如下運動規(guī)律：所述左前輪41和所述右前輪42的和運動與探測車2車體運動一致。

優(yōu)選的，所述第一過線孔21設置在探測車2車體上、與左前輪41相同一側的后下端；所述第二過線孔22設置在探測車2車體上、與右前輪42相同一側的后下端。其中，需要說明的是，探測車2的后下端是指：探測車2上、與探測車2的前進方向相反的一端的下方。

遠離所述左前輪41的末端；所述第二過線孔22設置在探測車2車體上、遠離所述右前輪42的末端。

優(yōu)選的，所述第一繩索11和第二繩索12的長度滿足如下條件：當探測車2的全部車輪駛離著陸平臺3的坡道5時(即，探測車2的全部車輪駛離坡道5的終點b)，所述第一繩索11脫離探測車2的左前輪41，所述第二繩索12脫離探測車2的右前輪42。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，參照圖3，示出了本發(fā)明實施例中一種前車輪和繩索的纏繞狀態(tài)示意圖。在本實施例中，所述左前輪41包括：左前輪輪緣411，以及設置在左前輪輪緣411上的第一卡槽412和第一繩槽413。所述右前輪42包括：右前輪輪緣421，以及設置在右前輪輪緣421上的第二卡槽422和第二繩槽423。所述第一繩索11包括：設置在第一繩索11前端的第一環(huán)形扣111；所述第二繩索12包括：設置在第二繩索12前端的第二環(huán)形扣121。

其中，在纏繞時，第一環(huán)形扣111套在第一卡槽412中，按左前輪41的前進轉動方向，第一繩索11纏繞在第一繩槽413內(nèi)；第二環(huán)形扣121套在第二卡槽422中，按右前輪12的前進轉動方向，第二繩索12纏繞在第二繩槽423內(nèi)。

在本實施例中，將繩索纏繞在前車輪的輪緣上，繩索纏繞后，繩索繃直，環(huán)形扣通過卡槽固定，不脫離卡槽(環(huán)形扣不能相對卡槽運動)；繩槽對繩索起到了限位作用。至此，完成探測車繩索釋放的初始狀態(tài)設置。

在探測車2逐級駛離著陸平臺3過程中，前車輪向前轉動(向坡道5方向運動)，纏繞前車輪輪緣上的繩索不斷釋放；當探測車2的全部車輪駛離坡道5后，繩索釋放到盡頭后，環(huán)形扣與卡槽分離。

在本實施例中，參照圖4，示出了本發(fā)明實施例中一種典型坡道結構下的幾何尺寸示意圖。在本實施例中，以左前輪11為例，l1表示著陸平臺的坡道長度，l2表示著陸平臺的坡道的起始點(點a)到第一錨點的長度，l3表示第一過線孔的水平投影點到所述著陸平臺的坡道的起始點的長度，l4表示左前輪與第一過線孔間的繩索長度，l5表示第一過線孔到所述著陸平臺的坡道的起始點的長度，l6表示第一過線孔與第一錨點間的繩索長度；d表示左前輪的直徑。

優(yōu)選的，在理論上，第一繩索11在左前輪41上的纏繞圈數(shù)s1滿足如下條件：s1＝(l2+l5+l4-l6-l4)/πd＝(l2+l5-l6)/πd。應當明了的是，所述第二繩索12在右前輪42上的纏繞圈數(shù)s2＝s1。

然而，在實際應用中，由于l5和l6的尺寸不易測量，故，可以采用其他參數(shù)對其進行替換。如圖4可知，l2-l6≤l3，l5≤l1，故，在實際應用中，可以按照(l3+l1)/πd纏繞圈數(shù)來對左前輪41和右前輪42進行纏繞。

在本實施例中，采用所述繩索輔助駛離裝置，探測車2在下較大坡度的坡道5時，兩根繩索將產(chǎn)生拖拽探測車2的作用力，防止探測車2在坡道5上下滑，同時繩索作用在探測車2車體后部過線孔上的下壓力，有利于抑制探測車2下坡時前翻。

當探測車2全部車輪駛入坡道5后，此時探測車2最易發(fā)生下滑和前翻，以該狀態(tài)為例，分析探測車2受力狀態(tài)和繩索拉力，證明繩索對探測車2下滑和前翻的抑制作用。分析如下：

將探測車簡化成一個結構體，探測車在坡道上的受力情況如圖5所示：圖5是本發(fā)明實施例中一種探測車繩索輔助駛離過程中探測車的簡化受力示意圖。其中，g為探測車重力，豎直向下；fb為坡道支撐力，垂直于坡道面；ff為坡道對探測車的摩擦力，平行于坡道面；fd為繩索拉力，與探測車和坡道具體設計參數(shù)、探測車和坡道側位置關系等有關，在本實施例中，fd為水平；θ為坡道傾斜角；f為車輪與坡道摩擦系數(shù)。則繩索拉力fd可表示為：

假定探測車重量為1000n，坡道傾斜30°，車輪與坡道摩擦系數(shù)為0.3，繩索拉力則為236n?？梢?，繩索能夠提供236n的拉力，阻值探測車在坡道上下滑。

此外，繩索在探測車上的作用力位置和方向如圖6所示:圖6是本發(fā)明實施例中一種探測車繩索輔助駛離過程中繩索的作用力示意圖。其中繩索拉力分量fd1能夠有效的阻止探測車繞前車輪與坡道面接觸點前翻，阻止力矩為fd1×l。l為繩索拉力fd1相對于前車輪與坡道面接觸點的力臂?？梢?，繩索能夠?qū)μ綔y車下滑和前翻起到抑制作用。

綜上所述，本發(fā)明通過左右對稱設置的兩根繩索來約束探測車的駛離運動，有效提高了探測車的下坡能力，有利于降低坡道的設計長度，減輕系統(tǒng)的質(zhì)量，相對傳統(tǒng)駛離方式，具有結構簡單、系統(tǒng)質(zhì)量輕、安全性高等特點。

本說明中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。

以上所述，僅為本發(fā)明最佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領域?qū)I(yè)技術人員的公知技術。