CN104229160A - 一种四轮载人月球车移动系统 - Google Patents

Abstract

一种四轮载人月球车移动系统，它涉及一种载人月球车移动系统。本发明为了解决现有的载人月球车构型性能下降的问题。本发明的车体(1)为矩形车体，矩形车体的四角各设有一个移动系统连接件(2)，每个移动系统连接件(2)上安装有一个俯仰转动装置(4)，每个减震装置(3)的一侧通过转动副安装在一个移动系统连接件(2)上，每个减震装置(3)的另一侧与一个俯仰转动装置(4)连接，每个俯仰转动装置(4)通过转动副与一个移动装置(5)连接。本发明轮腿采用三轴联动轴向弹簧减震机构，三个弹簧所在套筒与母体连接均限制为一个转动自由度。本发明用于月球探测。

Description

一种四轮载人月球车移动系统

技术领域

本发明涉及一种月球车移动系统，具体涉及一种全轮转向三爪式弹簧轴向套筒减震四轮载人月球车移动系统。

背景技术

月球探测能检验一个国家的科技发展水平，同时行星探测也是为了研究行星的生命起源和历程、开发能源资源，拓展人类的生存空间等，深化人类对地球，太阳系及宇宙的起源和演化的研究和认识，促进人类向前发展。

载人月球车是载人探月及建立月球基地的重要组成部分，是月面探测必不可少的探测工具，其性能的好坏关系重大。月球表面本身物理特性及地面情况等自然因素对载人月球车的设计提出了一定的技术要求。虽然世界各国都设计出了不同结构类型的载人月球车移动系统，由于探测任务和性能需求的不同，目前已研制的各种载人月球车移动系统结构各异、尺寸不一、性能不同，载人月球车的设计存在特殊化和多样化的特点，造成了载人月球车构型性能下降的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的载人月球车构型性能下降的问题。进而提供一种四轮载人月球车移动系统。

本发明的技术方案是：一种四轮载人月球车移动系统包括车体，所述车体为矩形车体，它还包括多个移动系统连接件、多个减震装置、多个俯仰转动装置和多个移动装置，矩形车体的四角各设有一个移动系统连接件，每个移动系统连接件上安装有一个俯仰转动装置，每个减震装置的一侧通过转动副安装在一个移动系统连接件上，每个减震装置的另一侧与一个俯仰转动装置连接，每个俯仰转动装置通过转动副与一个移动装置连接。

所述多个减震装置中的每个减震装置均包括减震连接件、多个减震活动件和多个减震组件，每个减震活动件的一端以环形阵列的方式可转动均布在减震连接件的一端，每个减震活动件的另一端可转动连接有一个减震组件。

所述多个减震组件中的每个减震组件均包括套筒活塞杆、减震弹簧和套筒活塞缸，套筒活塞杆和套筒活塞缸均为带有底板的套筒活塞杆和套筒活塞缸，套筒活塞杆安装在套筒活塞缸内，减震弹簧套装在套筒活塞杆的底板和套筒活塞缸的底板之间。

所述多个俯仰转动装置中的每个俯仰转动装置均包括转动轴套、斜杆和俯仰转动连接杆，转动轴套固定安装在斜杆的一端，斜杆的另一端通过转动副与俯仰转动连接杆连接。

所述多个移动装置中的每个移动装置包括转动轴、车轮连接轴和车轮组，车轮连接轴与转动轴之间通过转动副连接，车轮组安装在车轮连接轴上。

所述车轮组包括两个车轮，车轮连接轴的两端各安装有一个车轮。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1.本发明能够解决载人月球车移动系统设计的问题，提出了一种全方位减震的载人月球车移动系统，结构可靠。

2、本发明移动系统折叠时避免了立体空间的占用，具有较好的折叠展开性能，折叠紧凑性好。

3、本发明的移动系统的每个移动轮采用双轮驱动，双轮承载力提升50％-65％，不仅在前进方向的震动作用得到了削弱，在抗击侧向杂质撞击的震动能力也得到了增强。

4、本发明轮腿采用三轴联动轴向弹簧减震机构，三个弹簧所在套筒与母体连接均限制为一个转动自由度。一个弹簧仅受拉压作用，另两个弹簧套筒受到扭转和弯矩的作用。两根协同弹簧的共同抵抗作用增加了系统的整体行进的稳定性，同时分散受力方式，增加了爬内坡与外坡的适应功能。

5、本发明的每个驱动轮都能实现360度转向。当载人月球车的驱动轮遇到碍时，能够通过减震装置调节车轮在垂直方向的位，从而跨越障碍。当要载人月球车停留在斜坡或者下来完成某项作业时，通过本发明外置驱轮上的制动装置的控制来实现所有驱轮的制动，从而实现整个载人月球车的制动，以确保其能够及时停下来。

通过本发明所带来的以上五个方面的效果，来改善现有载人月球车构型性能下降的问题。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2为减震装置结构示意图，图3为俯仰转动装置结构示意图，图4为移动装置结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3和图4说明本实施方式，本实施方式的一种四轮载人月球车移动系统包括车体1，所述车体1为矩形车体，它还包括多个移动系统连接件2、多个减震装置3、多个俯仰转动装置4和多个移动装置5，矩形车体的四角各设有一个移动系统连接件2，每个移动系统连接件2上安装有一个俯仰转动装置4，每个减震装置3的一侧通过转动副安装在一个移动系统连接件2上，每个减震装置3的另一侧与一个俯仰转动装置4连接，每个俯仰转动装置4通过转动副与一个移动装置5连接。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的多个减震装置3中的每个减震装置3均包括减震连接件3-4、多个减震活动件3-5和多个减震组件3-6，每个减震活动件3-5的一端以环形阵列的方式可转动均布在减震连接件3-4的一端，每个减震活动件3-5的另一端可转动连接有一个减震组件3-6。如此设置，便于减振连接件3-4与俯仰转动装置4的斜杆4-2连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的多个减震组件3-6的数量为3个。如此设置，本发明轮腿采用三轴联动轴向弹簧减震机构，三个弹簧所在套筒与母体连接均限制为一个转动自由度。一个弹簧仅受拉压作用，另两个弹簧套筒受到扭转和弯矩的作用。两根协同弹簧的共同抵抗作用增加了系统的整体行进的稳定性，同时分散受力方式，增加了爬内坡与外坡的适应功能。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的多个减震组件3-6中的每个减震组件3-6均包括套筒活塞杆3-1、减震弹簧3-2和套筒活塞缸3-3，套筒活塞杆3-1和套筒活塞缸3-3均为带有底板的套筒活塞杆3-1和套筒活塞缸3-3，套筒活塞杆3-1安装在套筒活塞缸3-3内，减震弹簧3-2套装在套筒活塞杆3-1的底板和套筒活塞缸3-3的底板之间。如此设置，结构简单，运行平稳、可靠。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式的套筒活塞杆3-1的顶端设有球头3-7。如此设置，便于套筒活塞缸3-1与移动系统连接件2中部的连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一或四相同。

具体实施方式六：结合图3说明本实施方式，本实施方式的多个俯仰转动装置4中的每个俯仰转动装置4均包括转动轴套4-1、斜杆4-2和俯仰转动连接杆4-3，转动轴套4-1固定安装在斜杆4-2的一端，斜杆4-2的另一端通过转动副与俯仰转动连接杆4-3连接。如此设置，便于俯仰转动连接件4-3与移动系统连接件2下方的连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图4说明本实施方式，本实施方式的多个移动装置5中的每个移动装置5包括转动轴5-1、车轮连接轴5-2和车轮组5-3，车轮连接轴5-2与转动轴5-1之间通过转动副连接，车轮组5-3安装在车轮连接轴5-2上。如此设置，转动轴5-1与俯仰转动装置4的转动轴套4-1通过转动副连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图4说明本实施方式，本实施方式的车轮组5-3包括两个车轮，车轮连接轴5-2的两端各安装有一个车轮。如此设置，采用双轮驱动，双轮承载力提升50％-65％，不仅在前进方向的震动作用得到了削弱，在抗击侧向杂质撞击的震动能力也得到了增强。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

本发明的工作原理是：

折叠展开过程：全轮转向三爪式弹簧轴向套筒减震四轮载人月球车移动系统的折叠过程：将移动装置5的车轮连接轴5-2与转动轴5-1连接的转动副转动90度，使车体1宽度方向的两组驱动轮的车轮相对，完成折叠过程。全轮转向三爪式弹簧轴向套筒减震四轮载人月球车移动系统的展开过程：将移动装置5的车轮连接轴5-2与转动轴5-1连接的转动副转动90度(与折叠方向相反)，使各个驱动轮竖直，然后将车轮连接轴5-2与转动轴5-1连接的转动副转动锁死，不再转动。

移动过程：载人月球车在移动时有各轮的驱动电机驱动各个轮的转动，实现载人月球车的前进移动；当载人月球车需要转向时，移动装置的主动轴5-1与俯仰转动装置的转动轴套4-1连接的转动副进行转动，实现车轮的转向；当月球车需要跨越障碍时，俯仰转动装置的斜杆4-2与转动连接件4-3连接的转动副转动，实现车轮的俯仰运动，使车轮能够抬起越过障碍，然后放下。载人月球车在移动时难免会有凸凹不平的路面，此时俯仰转动装置的斜杆4-2与转动连接件4-3连接的转动副转动，实现车轮的俯仰运动，适应路面去运动。在载人月球车移动过程中，减震装置3的套筒活塞杆3-1与移动系统连接件2连接的球副转动，套筒活塞缸3-3与减振连接件3-4连接的转动副转动，套筒活塞杆3-1安装在套筒活塞缸3-3内伸缩运动，减震弹簧3-2也同步进行伸长与压缩，从而实现减震功能。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明的，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，以及应用到本发明未提及的领域中，当然，这些依据本发明精神所做的变化都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (8)

1.一种四轮载人月球车移动系统，它包括车体(1)，所述车体(1)为矩形车体，其特征在于：它还包括多个移动系统连接件(2)、多个减震装置(3)、多个俯仰转动装置(4)和多个移动装置(5)，矩形车体的四角各设有一个移动系统连接件(2)，每个移动系统连接件(2)上安装有一个俯仰转动装置(4)，每个减震装置(3)的一侧通过转动副安装在一个移动系统连接件(2)上，每个减震装置(3)的另一侧与一个俯仰转动装置(4)连接，每个俯仰转动装置(4)通过转动副与一个移动装置(5)连接。

2.根据权利要求1所述一种四轮载人月球车移动系统，其特征在于：所述多个减震装置(3)中的每个减震装置(3)均包括减震连接件(3-4)、多个减震活动件(3-5)和多个减震组件(3-6)，每个减震活动件(3-5)的一端以环形阵列的方式可转动均布在减震连接件(3-4)的一端，每个减震活动件(3-5)的另一端可转动连接有一个减震组件(3-6)。

3.根据权利要求2所述一种四轮载人月球车移动系统，其特征在于：所述多个减震组件(3-6)的数量为3个。

4.根据权利要求1或3所述一种四轮载人月球车移动系统，其特征在于：所述多个减震组件(3-6)中的每个减震组件(3-6)均包括套筒活塞杆(3-1)、减震弹簧(3-2)和套筒活塞缸(3-3)，套筒活塞杆(3-1)和套筒活塞缸(3-3)均为带有底板的套筒活塞杆(3-1)和套筒活塞缸(3-3)，套筒活塞杆(3-1)安装在套筒活塞缸(3-3)内，减震弹簧(3-2)套装在套筒活塞杆(3-1)的底板和套筒活塞缸(3-3)的底板之间。

5.根据权利要求4所述一种四轮载人月球车移动系统，其特征在于：所述套筒活塞杆(3-1)的顶端设有球头(3-7)。

6.根据权利要求1或5所述一种四轮载人月球车移动系统，其特征在于：所述多个俯仰转动装置(4)中的每个俯仰转动装置(4)均包括转动轴套(4-1)、斜杆(4-2)和俯仰转动连接杆(4-3)，转动轴套(4-1)固定安装在斜杆(4-2)的一端，斜杆(4-2)的另一端通过转动副与俯仰转动连接杆(4-3)连接。

7.根据权利要求6所述一种四轮载人月球车移动系统，其特征在于：所述多个移动装置(5)中的每个移动装置(5)包括转动轴(5-1)、车轮连接轴(5-2)和车轮组(5-3)，车轮连接轴(5-2)与转动轴(5-1)之间通过转动副连接，车轮组(5-3)安装在车轮连接轴(5-2)上。

8.根据权利要求7所述一种四轮载人月球车移动系统，其特征在于：所述车轮组(5-3)包括两个车轮，车轮连接轴(5-2)的两端各安装有一个车轮。