[发明专利]一种模拟月球环境车轮扬尘测量试验台

说明书

本发明公开了一种模拟月面环境扬尘测量试验台装置，包括月面环境模拟机构、测量系统、车轮、车轮运动机构；月面环境模拟机构包括机架、真空罩、模拟月壤、土槽、真空泵，土槽固定在真空罩内，模拟月壤均匀铺放于土槽内，机架固定在土槽上方，真空泵通过管路与真空罩内部联通；测量系统安装在真空罩内，用于测量扬尘颗粒参数以及车轮参数；车轮运动机构包括水平滑动机构、升降机构、车轮传动机构，水平滑动机构安装在机架上且可在土槽上方水平滑动，升降机构垂直连接在水平滑动机构下方，传动机构安装在升降机构底部且与车轮连接，用于驱动车轮在模拟月壤表面转动。本发明适用于不同载荷以及不同规格下车轮的运行情况扬尘测量。

技术领域

本发明属于月尘抑尘技术领域，特别涉及一种模拟月球环境扬尘试验台。

背景技术

月球表面覆盖着一层很厚的月壤，月壤是由平均粒径为75μm的颗粒组成，载人月球车在月壤上快速行驶时造成的月尘粒径小于20μm，在微重力和高真空条件下，难以清除，所有到达过月球表面的宇航员都发现月尘带来的麻烦远远地超出了想象。这些颗粒不仅会对宇航员健康造成威胁，对宇航服造成损害，而且附着于航天器的各种表面上的月尘会引起很多故障，对航天系统的可靠性和安全性造成了极大威胁。

载人月球车快速行驶时造成车轮扬尘现象，车轮扬尘比宇航员行走引起的扬尘现象更为严重。月表的真空等特殊环境使月尘粘附性强，且月表没有空气，月尘的运动轨迹不受空气流动的影响。带电月尘会受到月球表面电场的作用而漂浮在月球表面，对宇航员安全、宇航服防护、月球车功能造成极其恶劣影响。因此，有必要研制车轮扬尘测试设备，对我国载人月球车车轮的扬尘进行定量分析。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟月面环境扬尘测量试验台，可以实现在模拟月面环境下测量车轮的月尘扬起情况。本发明的试验台可适用于车轮原地转动以及行走时的扬尘测量，适用于不同载荷以及不同规格下车轮的运行情况扬尘测量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种模拟月面环境扬尘测量试验台装置，包括月面环境模拟机构、测量系统、车轮、车轮运动机构；所述月面环境模拟机构包括机架、真空罩、模拟月壤、土槽、真空泵，土槽固定在真空罩内，模拟月壤均匀铺放于土槽内，机架固定在土槽上方，真空泵通过管路与真空罩内部联通；所述测量系统安装在真空罩内，用于测量扬尘颗粒参数以及车轮参数；所述车轮运动机构包括水平滑动机构、升降机构、车轮传动机构，水平滑动机构安装在机架上且可在土槽上方水平滑动，升降机构垂直连接在水平滑动机构下方，传动机构安装在升降机构底部且与车轮连接，用于驱动车轮在模拟月壤表面转动。

进一步地，所述月面环境模拟机构还包括模拟光源及土槽支架，模拟光源安装在机架上且照射土槽内模拟月壤，土槽通过土槽支架固定在真空罩内。

进一步地，所述测量系统包括颗粒轨迹摄像机、粉尘测量仪、全局摄像机，两台颗粒轨迹摄像机分别安装在机架和车轮运动机构上，全局摄像机、粉尘测量仪分别安装在土槽内壁上。

进一步地，所述水平滑动机构包括滑轨机构、滚轮、轨道；两条轨道水平连接在机架上，滑轨机构通过滚轮与两条轨道滑动连接，滑轨机构上设有滑杆定位孔，用于连接升降机构。

进一步地，所述升降机构包括平台滑杆、车轮固定平台，平台滑杆上端与水平滑动机构连接，平台滑杆下端与车轮固定平台连接，平台滑杆上设有多个安装孔，用于调节车轮固定平台的安装高度。

进一步地，所述车轮传动机构包括链传动机构及电机，电机固定在升降机构上，电机轴通过链传动机构与车轮的轮轴连接。

本发明具有以下优点：