CN106828642B - 一种火星越障探测车 - Google Patents
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Abstract
一种火星越障探测车包括平台、两个机械臂、四个行走机构、两个太阳能电池板、旋转固定杆、摄像头组、第一伺服电机、第二伺服电机、第一电缸、第一电机座、第三伺服电机等；其特征在于：所述的平台的底部设置有四个第一伸缩套，并且每两个分别平行安装在平台的两侧，在每个第一伸缩套内分别安装有一个第一伸缩杆；所述的四个第三电缸的后端部分别安装在四个第一伸缩套上，另一端分别安装在四个第一伸缩杆上；本发明通过四个六缸球铰并联机构控制对四个行走机构进行多自由度的调节，结合每个外轮框上设置的三个轮子可以适应地形比较复杂的环境，从而更好的完成探测任务。
Description
技术领域
本发明涉及外星探测领域，特别涉及一种火星越障探测车。
背景技术
继月球探测之后，火星成为人类向外太空探索的又一目标，已知的发出的火星探测器有NASA的勇气号和探索者号。因为火星的地形比较复杂且遇到复杂情况地面人类不好操控，所以使得探测器在执行任务的时候会遇到各种艰难的状况，因此需要一种可以适应复杂地形的火星探测车来执行探测任务。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种火星越障探测车，其通过六个第二电缸组成的并联结构控制行走机构进行多自由度的移动，行走机构上设置的三个轮子单独驱动，可以适应不同的复杂地形，更好的进行探测任务。
本发明所使用的技术方案是：一种火星越障探测车，包括平台、两个机械臂、四个行走机构、两个太阳能电池板、旋转固定杆、摄像头组、第一伺服电机、第二伺服电机、第一电缸、第一电机座、第三伺服电机、两根滑轨、齿条、齿轮、滑块、第四伺服电机、后固定盘、第二电缸、前固定盘、四个第一伸缩套、四个第一伸缩杆、四个第三电缸；其特征在于：所述的平台的底部设置有四个第一伸缩套，并且每两个分别平行安装在平台的两侧，在每个第一伸缩套内分别安装有一个第一伸缩杆；所述的四个第三电缸的后端部分别安装在四个第一伸缩套上，另一端分别安装在四个第一伸缩杆上；在每个第一伸缩杆的前端各设只有一个前固定盘，前固定盘的后端设有后固定盘，前固定盘和后固定盘之间设置有六个第二电缸，六个第二电缸等分成三组并通过球铰与前固定盘和后固定盘连接，每一组的两个第二电缸的缸体端部靠在一起，活塞杆前端分开，在每个后固定盘上分别还设置有一个行走机构；所述的齿条安装在平台中间位置，其左右两侧的位置分别设置有一个滑轨，并且两根滑轨与齿条保持平行安装；所述的滑块通过底部设置的两个圆槽滑动安装在两个滑轨上，所述的第四伺服电机 固定安装在滑块的一侧，第四伺服电机的轴上设置有一个齿轮，并且齿轮与齿条啮合；所述的旋转固定杆的下端部固定安装在滑块上，并且旋转固定杆的上端部安装有一个第一伺服电机，其轴与摄像头组的底部固定连接，驱动摄像头组转动；平台上左右两侧位置分别设置有两个第一电机座，所述的第一电缸与第一电机座铰接，在铰接处安装有一个第三伺服电机，其轴与第一电缸的下端部固定连接，第一电缸的上端部与太阳能电池板下面设置的铰支座铰接，其铰接处安装有第二伺服电机，第二伺服电机的轴与铰支座固定连接，驱动太阳能电池板的转动；所述的两个机械臂分别安装在平台的前后沿上。
进一步的，所述的机械臂包括机械爪、第四电缸、第二伸缩杆、第二伸缩套、第五电缸、第五伺服电机、机械臂后臂、机械臂前臂、机械臂座、第六伺服电机、第十一伺服电机、第十二伺服电机，所述的机械臂座的下端部安装在平台前后沿的中间位置，所述的机械臂前臂的下端部与机械臂座铰接，其铰接处安装有一个第十二伺服电机，且第十二伺服电机的轴与机械臂前臂的下端部固定连接，驱动其转动；所述的机械臂后臂的后端部与机械臂前臂的前端部铰接，其铰接处安装有一个第六伺服电机，驱动机械臂后臂的转动，所述的第十一伺服电机固定安装在机械臂后臂的后端部下方位置，其轴与第二伸缩套底部设置轴连接，第十一伺服电机的转动驱动第二伸缩套转动；所述的第二伸缩杆安装在第二伸缩套内，所述的第五伺服电机安装在第二伸缩套的后端部，其轴通过转轴与机械爪的固定座连接；所述的第五电缸的后端部安装在第二伸缩套上，前端部安装在第二伸缩杆上；所述的两个第四电缸的后端部分别铰接在机械爪固定座的两端，前端部与机械爪上设置的铰支座铰接，两个机械爪的下端铰接在机械爪固定座的中间位置，第四电缸的伸缩驱动机械爪的开合；
进一步的，所述的行走机构包括轮子、外轮框、第七伺服电机、下车架、第八伺服电机、上车架、第九伺服电机、旋转车架、第十伺服电机，所述的旋转车架的一端安装在后固定盘上，另一端与上车架铰接，其铰接处安装有一个第十伺服电机，驱动上车架的转动；上车架另一端的上部安装有一个第九伺服电机，其轴通过转轴与下车架的上端部连接，下车架的下端部安装有一个第八伺服电机，其轴通过转轴与外轮框连接，第八伺服电机驱动外轮框转动；所述的三个第七伺服电机安装在外轮框的内侧，通过转轴分别与三个轮子连接，三个第七伺服电机分别驱动三个轮子转动。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：
本发明通过四个六缸球铰并联机构控制对四个行走机构进行多自由度的调节，结合每个外轮框上设置的三个轮子可以适应地形比较复杂的环境，从而更好的完成探测任务。
附图说明
图1、2为本发明的组装完成后的结构示意图。
图3为六缸球铰并联的局部示意图。
图4为行走机构的局部示意图。
图5为太阳能电池板的局部示意图。
图6为齿轮和齿条的局部示意图。
图7为第一伸缩套的局部示意图。
图8为机械臂的局部示意图。
附图标号：1-平台；2-机械臂；3-行走机构；4-太阳能电池板；5-旋转固定杆；6-摄像头组；7-第一伺服电机；8-第二伺服电机；9-第一电缸；10-第一电机座；11-第三伺服电机；12-滑轨；13-齿条；14-齿轮；15-滑块；16-第四伺服电机；17-后固定盘；18-第二电缸；19-前固定盘；20-第一伸缩套；21-第一伸缩杆；22第三电缸；201-机械爪；202-第四电缸；203-第二伸缩杆；204第二伸缩套；205-第五电缸；206-第五伺服电机；207-机械臂后臂；208-机械臂前臂；209-机械臂座；210-第六伺服电机；211-第十一伺服电机；212-第十二伺服电机；301-轮子；302-外轮框；303-第七伺服电机；304-下车架；305-第八伺服电机；306-上车架；307-第九伺服电机；308-旋转车架；309-第十伺服电机。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，一种火星越障探测车，包括平台1、两个机械臂2、四个行走机构3、两个太阳能电池板4、旋转固定杆5、摄像头组6、第一伺服电机7、第二伺服电机8、第一电缸9、第一电机座10、第三伺服电机11、两根滑轨12、齿条13、齿轮14、滑块15、第四伺服电机16、后固定盘17、第二电缸18、前固定盘19、四个第一伸缩套20、四个第一伸缩杆21、四个第三电缸22；其特征在于：所述的平台1的底部设置有四个第一伸缩套20，并且每两个分别平行安装在平台1的两侧，在每个第一伸缩套21内分别安装有一个第一伸缩杆21；所述的四个第三电缸22的后端部分别安装在四个第一伸缩套20上，另一端分别安装在四个第一伸缩杆21上；在每个第一伸缩杆21的前端各设只有一个前固定盘19，前固定盘19的后端设有后固定盘17，前固定盘19和后固定盘17之间设置有六个第二电缸18，六个第二电缸18等分成三组并通过球铰与前固定盘19和后固定盘17连接，每一组的两个第二电缸18的缸体端部靠在一起，活塞杆前端分开，在每个后固定盘17上分别还设置有一个行走机构3；所述的齿条13安装在平台1中间位置，其左右两侧的位置分别设置有一个滑轨12，并且两根滑轨2与齿条保持平行安装；所述的滑块15通过底部设置的两个圆槽滑动安装在两个滑轨12上，所述的第四伺服电机16 固定安装在滑块15的一侧，第四伺服电机16的轴上设置有一个齿轮14，并且齿轮14与齿条13啮合；所述的旋转固定杆5的下端部固定安装在滑块15上，并且旋转固定杆5的上端部安装有一个第一伺服电机7，其轴与摄像头组6的底部固定连接，驱动摄像头组6转动；平台1上左右两侧位置分别设置有两个第一电机座10，所述的第一电缸9与第一电机座10铰接，在铰接处安装有一个第三伺服电机11，其轴与第一电缸9的下端部固定连接，第一电缸9的上端部与太阳能电池板4下面设置的铰支座铰接，其铰接处安装有第二伺服电机8，第二伺服电机8的轴与铰支座固定连接，驱动太阳能电池板4的转动；所述的两个机械臂2分别安装在平台1的前后沿上。
进一步的，所述的机械臂包括机械爪201、第四电缸202、第二伸缩杆203、第二伸缩套204、第五电缸205、第五伺服电机206、机械臂后臂207、机械臂前臂208、机械臂座209、第六伺服电机210、第十一伺服电机211、第十二伺服电机212，所述的机械臂座209的下端部安装在平台1前后沿的中间位置，所述的机械臂前臂208的下端部与机械臂座209铰接，其铰接处安装有一个第十二伺服电机212，且第十二伺服电机212的轴与机械臂前臂208的下端部固定连接，驱动其转动；所述的机械臂后臂207的后端部与机械臂前臂208的前端部铰接，其铰接处安装有一个第六伺服电机210，驱动机械臂后臂207的转动，所述的第十一伺服电机211固定安装在机械臂后臂208的后端部下方位置，其轴与第二伸缩套204底部设置轴连接，第十一伺服电机211的转动驱动第二伸缩套204转动；所述的第二伸缩杆203安装在第二伸缩套204内，所述的第五伺服电机206安装在第二伸缩套204的后端部，其轴通过转轴与机械爪201的固定座连接；所述的第五电缸205的后端部安装在第二伸缩套204上，前端部安装在第二伸缩杆203上；所述的两个第四电缸202的后端部分别铰接在机械爪固定座的两端，前端部与机械爪201上设置的铰支座铰接，两个机械爪201的下端铰接在机械爪固定座的中间位置，第四电缸202的伸缩驱动机械爪201的开合；
进一步的，所述的行走机构3包括轮子301、外轮框302、第七伺服电机303、下车架304、第八伺服电机305、上车架306、第九伺服电机307、旋转车架308、第十伺服电机309，所述的旋转车架308的一端安装在后固定盘17上，另一端与上车架306铰接，其铰接处安装有一个第十伺服电机309，驱动上车架的转动；上车架306另一端的上部安装有一个第九伺服电机，其轴通过转轴与下车架304的上端部连接，下车架304的下端部安装有一个第八伺服电机305，其轴通过转轴与外轮框302连接，第八伺服电机305驱动外轮框302转动；所述的三个第七伺服电机303安装在外轮框302的内侧，通过转轴分别与三个轮子301连接，三个第七伺服电机303分别驱动三个轮子301转动。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明工作原理：本发明在使用时通过调节四个第三电缸22的伸缩来调节四个行走机构3的间距，前固定盘19上设置的六个第二电缸18构成并联机构，可以通过六个第二电缸18的联动控制行走机构3的角度，增加了行走机构3对复杂地形的适应能力；旋转车架308上设置的第十伺服电机309的转动，控制上车架306进行前后转动，使外轮框302及轮子301达到不同的高度，第八伺服电机305驱动外轮框302的转动，使轮子301的位置发生变化，三个第七伺服电机303分别驱动轮子转动，使探测车在坑洼地势内可以行走的比较顺利；第九伺服电机307位驱动下车架304转动，从而改变探测车的角度，进行方向调节；滑块15上设置的第四伺服电机16与齿轮14固定连接，从而第四伺服电机16的转动驱动滑块15及旋转杆5一起在齿条13上进行运动，从而调节摄像头组6在探测车上的位置，第一伺服电机7的转动驱动摄像头组6进行360度转动，从而观测周围环境；平台1前后两侧设置的 两个机械臂2用于获取火星上需要探测的物质，第十一伺服电机211的转动驱动第二伸缩套204的转动，从而改变机械爪201的左右角度，第五伺服电机206通过转轴驱动机械爪201的转动，两个第四电缸的伸缩控制机械爪201的开合，从而控制机械爪201抓取物体，完成探测工作。
Claims (1)
1.一种火星越障探测车，包括平台(1)、两个机械臂(2)、四个行走机构(3)、两个太阳能电池板(4)、旋转固定杆(5)、摄像头组(6)、第一伺服电机(7)、第二伺服电机(8)、第一电缸(9)、第一电机座(10)、第三伺服电机(11)、两根滑轨(12)、齿条(13)、齿轮(14)、滑块(15)、第四伺服电机(16)、后固定盘(17)、第二电缸(18)、前固定盘(19)、四个第一伸缩套(20)、四个第一伸缩杆(21)、四个第三电缸(22)；其特征在于：所述的平台(1)的底部设置有四个第一伸缩套(20)，并且每两个分别平行安装在平台(1)的两侧，在每个第一伸缩套(21)内分别安装有一个第一伸缩杆(21)；所述的四个第三电缸(22)的后端部分别安装在四个第一伸缩套(20)上，另一端分别安装在四个第一伸缩杆(21)上；在每个第一伸缩杆(21)的前端各设只有一个前固定盘(19)，前固定盘(19)的后端设有后固定盘(17)，前固定盘(19)和后固定盘(17)之间设置有六个第二电缸(18)，六个第二电缸(18)等分成三组并通过球铰与前固定盘(19)和后固定盘(17)连接，每一组的两个第二电缸(18)的缸体端部靠在一起，活塞杆前端分开，在每个后固定盘(17)上分别还设置有一个行走机构(3)；所述的齿条(13)安装在平台(1)中间位置，其左右两侧的位置分别设置有一个滑轨(12)，并且两根滑轨(2)与齿条保持平行安装；所述的滑块(15)通过底部设置的两个圆槽滑动安装在两个滑轨(12)上，所述的第四伺服电机(16) 固定安装在滑块(15)的一侧，第四伺服电机(16)的轴上设置有一个齿轮(14)，并且齿轮(14)与齿条(13)啮合；所述的旋转固定杆(5)的下端部固定安装在滑块(15)上，并且旋转固定杆(5)的上端部安装有一个第一伺服电机(7)，其轴与摄像头组(6)的底部固定连接，驱动摄像头组(6)转动；平台(1)上左右两侧位置分别设置有两个第一电机座(10)，所述的第一电缸(9)与第一电机座(10)铰接，在铰接处安装有一个第三伺服电机(11)，其轴与第一电缸(9)的下端部固定连接，第一电缸(9)的上端部与太阳能电池板(4)下面设置的铰支座铰接，其铰接处安装有第二伺服电机(8)，第二伺服电机(8)的轴与铰支座固定连接，驱动太阳能电池板(4)的转动；所述的两个机械臂(2)分别安装在平台(1)的前后沿上；
所述的机械臂包括机械爪(201)、第四电缸(202)、第二伸缩杆(203)、第二伸缩套(204)、第五电缸(205)、第五伺服电机(206)、机械臂后臂(207)、机械臂前臂(208)、机械臂座(209)、第六伺服电机(210)、第十一伺服电机(211)、第十二伺服电机(212)，所述的机械臂座(209)的下端部安装在平台(1)前后沿的中间位置，所述的机械臂前臂(208)的下端部与机械臂座(209)铰接，其铰接处安装有一个第十二伺服电机(212)，且第十二伺服电机(212)的轴与机械臂前臂(208)的下端部固定连接，驱动其转动；所述的机械臂后臂(207)的后端部与机械臂前臂(208)的前端部铰接，其铰接处安装有一个第六伺服电机(210)，驱动机械臂后臂(207)的转动，所述的第十一伺服电机(211)固定安装在机械臂后臂(208)的后端部下方位置，其轴与第二伸缩套(204)底部设置轴连接，第十一伺服电机(211)的转动驱动第二伸缩套(204)转动；所述的第二伸缩杆(203)安装在第二伸缩套(204)内，所述的第五伺服电机(206)安装在第二伸缩套(204)的后端部，其轴通过转轴与机械爪(201)的固定座连接；所述的第五电缸(205)的后端部安装在第二伸缩套(204)上，前端部安装在第二伸缩杆(203)上；所述的两个第四电缸(202)的后端部分别铰接在机械爪固定座的两端，前端部与机械爪(201)上设置的铰支座铰接，两个机械爪(201)的下端铰接在机械爪固定座的中间位置，第四电缸(202)的伸缩驱动机械爪(201)的开合；
所述的行走机构(3)包括轮子(301)、外轮框(302)、第七伺服电机(303)、下车架(304)、第八伺服电机(305)、上车架(306)、第九伺服电机(307)、旋转车架(308)、第十伺服电机(309)，所述的旋转车架(308)的一端安装在后固定盘(17)上，另一端与上车架(306)铰接，其铰接处安装有一个第十伺服电机(309)，驱动上车架的转动；上车架(306)另一端的上部安装有一个第九伺服电机(307)，其轴通过转轴与下车架(304)的上端部连接，下车架(304)的下端部安装有一个第八伺服电机(305)，其轴通过转轴与外轮框(302)连接，第八伺服电机(305)驱动外轮框(302)转动；三个所述的第七伺服电机(303)安装在外轮框(302)的内侧，通过转轴分别与三个轮子(301)连接，三个第七伺服电机(303)分别驱动三个轮子(301)转动。
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Effective date of registration: 20201109 Address after: 226124 No. 88 Changqing Road, Changle Town, Haimen City, Nantong City, Jiangsu Province Patentee after: HAIMEN DADE INTELLECTUAL PROPERTY SERVICE Co.,Ltd. Address before: 317100 No. 88, Mei'an Village, Puba Port Town, Sanmen County, Taizhou City, Zhejiang Province Patentee before: Zhai Ruxiang |