[发明专利]登月车的月表行走装置

说明书

技术领域

本发明属于航空航天和机械设计技术领域，涉及一种新型登月车的行走部件，特别涉及到具有折叠，弹跳和正常行走功能的一种登月车的月表行走装置。

背景技术

目前，世界各国都在进行外星体探测设备的研发，探测器的行走装置历来作为探测器的重要部件进行设计，包括NASA研制的机遇号火星车的六轮悬挂式、意大利设计的蜘蛛型探测器的多足式、还有其他如履带式和跳跃式等等。但是，目前的探测器均采用单一月面运行方式，在地面适应性上存在不足，不足以适应多变的月面环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种加强登月车地面适应性的装置，该装置综合了轮式行进和跳跃式行进两种方式，很好地适应月表各种复杂地形条件。当路面相对平坦时，登月车以相对稳定的轮式行进方式行进；当遇到沟壑或稍高障碍时，行走装置被收回到登月车内，以跳跃方式越障，落地后登月车自动调整姿态，正常行驶或执行其他任务。

本发明采用的技术方案如下：装置由三大部件组成：中心支架、轮式行进部件，包括可伸缩折叠腿、悬挂弹簧、车轮和步进电机以及跳跃控制部件，包括滑块、锁止挂钩、跳跃弹簧、钢丝绳、伺服电机。跳跃工作时，伺服电机启动拉动钢丝绳，使其带动滑块在中心支架滑道上向端部滑动同时拉伸跳跃弹簧，可伸缩折叠腿在滑块带动下，其各连杆折叠，使腿部收回登月车内，当滑块到达中心支架端部时，被锁止挂钩勾住，这时跳跃弹簧被拉伸不能复位。当伺服电机不通电、锁止挂钩也在其内部电磁继电器作用下释放滑块时，跳跃弹簧迅速收缩，使滑块靠近中心支架中间部位，使可伸缩折叠腿迅速展开，车轮施加给地面一个作用力，这样，登月车便在地面给车轮的反作用力的作用下完成了跳跃动作。登月车采用轮式行进方式时，可伸缩折叠腿展开，车轮通过腿部各台步进电机的调整转至正常行驶位置，通过每条可伸缩折叠腿内部的悬挂弹簧达到适应崎岖路面的目的。

本发明的效果和益处是：通过跳跃和轮式行进两种方式，增加了登月车行驶方式的多样性，提高了登月车的地面适应性。

附图说明

图1是登月车的月表行走装置腿部机构简图。

图2是登月车的月表行走装置主视图。

图3是登月车的月表行走装置俯视图。

图4是登月车的月表行走装置侧视图。

图5是登月车的月表行走装置轴测图。

图1和图5中：1.滑块；2.中心支架；3.可伸缩折叠腿；4.悬挂弹簧；5.步进电机；6.车轮；7.伺服电机；8.钢丝绳；9.锁止挂钩；10.跳跃弹簧。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

在图1中，滑块1可在中心支架2滑道上滑动，带动可伸缩折叠腿3的连杆机构，使之折叠或展开，悬挂弹簧4可以使登月车适应崎岖的路面状况，三台步进电机5控制车轮6的姿态调整，使得车轮6可以在行进过程中具有更高的空间自由度，从而使登月车可以进行自由的转向。

在图5中，中心支架2支撑和安置各功能部件；跳跃时，伺服电机7启动拉动钢丝绳8，使其带动滑块1在中心支架2上向端部滑动同时拉伸跳跃弹簧10，滑块1通过可伸缩折叠腿3的曲柄滑块机构使腿部折叠收回到车身内，当滑块1到达中心支架2端部时，被锁止挂钩9勾住，这时跳跃弹簧10被拉伸不能复位。当伺服电机7不通电、锁止挂钩9也在其内部电磁继电器作用下释放滑块1时，跳跃弹簧10迅速收缩，滑块1靠近中心支架2的中间部位，使可伸缩折叠腿3伸展，这样便完成了跳跃动作。每条可伸缩折叠腿3均安装如图1中所示的三台步进电机5，使得登月车在正常行进过程中进行独立驱动，以保证行进及转向的灵活性。可伸缩折叠腿3伸展，车轮6再通过步进电机5的调整转至如图5所示轮式行进状态，依靠安装在每个车轮6内部的电机驱动登月车正常行进。将车轮6外圈形状设计成具有斜向沟槽花纹的形式，以使其能在月表环境下顺利排沙，从而确保车体的正常行驶。中心支架2主体采用钛合金材料和复合材料，质轻且具有足够的强度。中心支架2采用镂空形式，在保证强度的前提下减轻了车重。此外，中心支架2与车体连接部分采用弹性材料以缓冲吸震，防止车体内部在跳跃落地过程中损坏。