CN107097976A - 一种可解锁摆转支撑座及具有该组件的星球车转移坡道 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可解锁摆转支撑座，其包括摆转铰链组件和火工压紧组件，所述火工压紧组件用于解锁连接件,所述摆转铰链组件用于将所述连接件进行水平摆转和竖直摆转；还公开一种具有可解锁摆转支撑座的星球车转移坡道。这样，可解锁摆转支撑座可以对导轨组件进行解锁和带动导轨组件进行水平摆转和竖直摆转，摆转过程中导轨组件连接状态保持不变，摆转到位准确；具有可解锁摆转支撑座的星球车转移坡道在导轨组件摆转到位后，将火星移动系统通过导轨组件送到火星表面进行探测。

Description

一种可解锁摆转支撑座及具有该组件的星球车转移坡道

技术领域

本发明涉及地外天体星球车着陆巡视探测技术领域，具体涉及一种可解锁摆转支撑座及具有该组件的星球车转移坡道。

背景技术

2016年，中国正式批复首次火星探测任务，争取在2020年这个发射窗口一步实现对火星的绕火探测和着陆巡视探测。环绕探测是了解和认识火星全貌的最佳方式，着陆探测则是开展局部详查的最有效方式，只有登陆火星表面，才能作详细的化学分析和生物分析，进而确定是否具有适合人类生存的火星陆地。采用火星车对火星进行着陆巡视探测是火星探测的重要手段，火星车一般不能直接降落在火星表面，需通过带有缓冲装置的着陆平台进行搭载，待着陆平台软着陆后，通过转移机构将火星车安全转移至火星表面。因此转移机构关系到火星车能否顺利开展火星巡视探测任务，决定火星探测任务成败。这就需要一种针对我国火星车转移任务的转移机构来保证火星车安全转移至火星表面进行着陆巡视探测。

鉴于上述需求，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述需求，本发明提供一种可解锁摆转支撑座，其包括摆转铰链组件和火工压紧组件，所述火工压紧组件用于解锁连接件,所述摆转铰链组件用于将所述连接件进行水平摆转和竖直摆转。

较佳的，所述摆转铰链组件包括姿控保持板、摆转架、回转铰链；所述连接件在所述摆转架的带动下做水平摆转和竖直摆转时，所述姿控保持板保持所述连接件的连接状态不变。

较佳的，所述摆转铰链组件还包括姿控钢丝绳，所述姿控钢丝绳在所述摆转架带着所述连接件摆转过程中处于张紧状态，以保持所述连接件连接状态不变。

较佳的，所述摆转铰链组件还包括滚轮和支架，所述滚轮安装在所述摆转架上，所述滚轮在所述摆转架做水平摆转时在所述支架上滚动。

较佳的，所述火工压紧组件包括导轨接头、火工品和所述姿控保持板，所述火工品用于解锁所述导轨接头和所述姿控保持板之间的连接。

一种具有如上所述可解锁摆转支撑座的星球车转移坡道，其包括导轨组件，所述导轨组件包括导轨、护栏支座和护栏，所述护栏支座两端分别与所述导轨和所述护栏固接，所述护栏支座支撑着所述护栏，所述护栏在火星移动系统经过所述导轨时防止其偏离所述导轨。

较佳的，所述星球车转移坡道还包括型约束压紧座，所述型约束压紧座与平台固接，其支撑着两个相连的所述导轨组件，所述型约束压紧座的顶部有滑道。

较佳的，所述星球车转移坡道还包括展开铰链组件，所述展开铰链组件用于连接两个所述导轨组件，其包括公铰、公铰滚轮、母铰、母铰滚轮和铰轴，所述公铰与所述母铰绕着所述铰轴转动，所述公铰滚轮和所述母铰滚轮在所述滑道里滑动。

较佳的，所述星球车转移坡道还包括所述摆转铰链组件和所述火工压紧组件，所述火工压紧组件用于解锁所述导轨组件，所述摆转铰链组件与所述导轨组件相连，用于带着所述导轨组件做水平摆转和竖直摆转。

较佳的，所述滑道的两端是等半径圆弧，中间是不等半径圆弧，所述公铰滚 轮和所述母铰在所述滑道里滑动时由于所述滑道的限制只能有一个滑动。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：1、可解锁摆转支撑座可以对导轨组件进行解锁和带动导轨组件进行水平摆转和竖直摆转，摆转过程中导轨组件连接状态保持不变，摆转到位准确；2、具有可解锁摆转支撑座的星球车转移坡道在导轨组件摆转到位后，将火星移动系统通过导轨组件送到火星表面进行探测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例一可解锁摆转支撑座的功能示意图；

图2是本发明系统组成图；

图3是本发明火工压紧组件结构图；

图4是本发明摆转铰链结构图；

图5是本发明型约束压紧结构图；

图6是本发明实施例三的第一导轨组件展开后的状态图；

图7是本发明实施例三的第一导轨组件和第二导轨组件展开后的状态图；

图8是本发明实施例三的第一导轨组件、第二导轨组件和第三导轨组件全展开后的状态图；

图9是本发明实施例三的导轨组件全展开和摆转后的状态图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

如图1所示，可解锁摆转支撑座包括摆转铰链组件4和火工压紧组件7，火工压紧组件7用于解锁连接件,摆转铰链组件4用于带着连接件依次进行水平摆转和竖直摆转，完成特定的摆转任务。

实施例二

如图2和图3所示，可解锁摆转支撑座包括摆转铰链组件4和火工压紧组件7，摆转铰链组件4用于摆转和支撑连接件；所述摆转铰链组件4包括姿控保持板73、摆转架41、姿控钢丝绳42、滚轮43、回转铰链44、支座45；所述姿控保持板73在所述摆转架41绕着所述回转铰链44在所述支座45上进行水平摆转和竖直摆转时保持连接件的状态不变，滚轮43安装在摆转架41上，摆转架41绕着回转铰链44带着连接件，以摆转架为旋转轴做水平摆动时，滚轮43在支座45上滚动，一方面辅助摆转架完成水平摆动，另一方面支撑着摆转架使其摆转过程中保持平衡；摆转架41绕着回转铰链44以y轴为旋转轴做竖直摆动时，滚轮脱离支座支撑，姿控钢丝绳42在摆转架41做水平摆动和竖直摆动时始终处于张紧状态以便于和姿控保持板73一起保持连接件的连接状态不变。

如图3和图4所示，所述火工压紧组件7包括导轨接头71、火工品72和姿控保持板73，其用于解锁导轨接头71和姿控保持板73之间的连接,初始状态时，导轨接头71与导轨31固接，压紧状态时，导轨接头7通过火工品72与姿控保持板73连接在一起，当展开指令发出后，火工品72工作，导轨接头71与姿控保持板73连接关系取消，导轨31可在摆转铰链组件4带动作用下沿Z轴负方向展开，也可以沿Z轴正方向展开，实现三段导轨双向可选展开。

火工压紧组件7解锁后，布置于回转铰链44下端的扭簧驱动摆转架41绕回 转铰链44在yz平面内转动，同时迫使姿控保持板73带动整体平展到位后的连接件导轨组件3，在其自身重力作用下以回转铰链44为轴心，摆转架41为旋转轴做水平摆转，直到导轨组件3水平旋转到位后，摆转架41以回转铰链44为轴心，绕着y轴向导轨组件3容易接近火星表面的方向旋转，直至导轨组件3接触火星表面，如图4所示；摆转过程中，姿控钢丝绳42)在回转铰链44、姿控保持板73上的切点不断随动，以保证导轨组件3在摆转过程中尽量保持水平，使摆转架41绕y轴摆转到位之后，姿控保持板73带动导轨组件3绕摆转架41转动，实现了摆转过程中导轨组件3的姿态控制并能够适应火星表面地形。

可解锁摆转支撑座的有益效果是：在一侧火工压紧组件解锁后，连接件三段导轨展开到位，摆转铰链组件方可依次进行水平摆转和竖直摆转。摆转铰链组件利用姿控绳保证姿控保持板在竖直摆转过程中尽量与火星表面保持水平，使摆转架摆转到位后，导轨才接触火星表面。

实施例三

如图2所示，具有可解锁摆转支撑座的星球车转移坡道包括导轨组件3、摆转铰链组件4、展开铰链组件5、型约束压紧座6、火工压紧组件7、平台护栏组件8，其中摆转铰链组件4和火工压紧组件7为可解锁摆转支撑座，其与实施例二相同，这里不再对此进行介绍。

如图3所示，所述导轨组件3有三段，分别是第一导轨组件、第二导轨组件和第三导轨组件，每个导轨组件均包括导轨31、护栏支座32、护栏33，护栏支座32两端分别与导轨31和护栏33固接，护栏支座支撑着护栏，护栏保护着火星移动系统经过导轨时不偏离导轨；且第一导轨组件和第二导轨组件之间、第二导轨组件和第三导轨组件之间均通过展开铰链组件5相连接，第三导轨组件 与摆转铰链组件4相连，第一导轨组件在所有导轨组件展开到位后与火星表面接触，在着陆平台2上的火星车移动系统1经过两个所述导轨组件3移动到火星上；

如图所示，型约束压紧座6是整体式结构，能够通过底部的螺钉孔与平台2进行机械连接；型约束压紧座6支撑着两段导轨组件相连接部分，在导轨组件需要展开时，通过型约束压紧座6顶部的滑道控制着公铰滚轮或母铰滚轮在滑道里进行滑动，当公铰滚轮或母铰滚轮脱离滑道时，导轨组件停止展开，这时相连接的两段导轨组件在一条直线上；型约束压紧座6在火星车发射和转移过程中，使导轨组件通过型约束压紧座6压紧在平台上，另外，在导轨组件展开过程中，通过型约束压紧座6上的滑道控制着公铰滚轮或母铰滚轮在滑道里进行滑动，完成导轨组件的展开工作。

如图2和图5所示，所述展开铰链组件5用于连接两段导轨组件，并展开连接的其中一段导轨组件，所述展开铰链组件5在每个导轨组件3上有两个，左右两侧的两个导轨组件3上共有4个所述展开铰链组件5，导轨组件3上连接三段导轨组件的展开铰链组件5包括第一展开铰链组件和第二展开铰链组件，所述第一展开铰链组件连接所述第一导轨组件和所述第二导轨组件，所述第二展开铰链组件连接所述第二导轨组件和所述第三导轨组件，但每个展开铰链组件均包括公铰51、公铰滚轮52、母铰53、母铰滚轮54、铰轴55和扭簧(图中未画出)；公铰51和母铰53绕着铰轴55转动，公铰与母铰分别与一段导轨组件固接，公铰与母铰均布置有扭簧，第一导轨组件与第一展开铰链组件的公铰固接，第二导轨组件一端与第一展开铰链组件的母铰固接，第二导轨组件另一端与第二展开铰链组件的公铰固接，第三导轨组件一端与第二展开铰链组件的母铰固接，第三导轨组件一端另一端与所述摆转铰链组件4相连；

导轨组件在没有展开之前，即初始状态时，如图6所示，假如导轨组件3向Z轴正方向平展，则Z轴负方向的火工压紧组件7解锁，与第一导轨组件相连的公铰51可在其下面的扭簧作用下带动第一导轨组件绕第一展开铰链组件的铰轴55转动，同时与公铰51相连的公铰滚轮52在型约束压紧座6的滑道内进行滑动，公铰51随着公铰滚轮52进行转动，也就是第一导轨组件绕着第二导轨组件转动，直到第一展开铰链组件的公铰滚轮52脱离滑道，这时第一导轨组件与第二导轨组件在同一直线上，如图7所示，第一展开铰链组件的母铰滚轮54在公铰滚轮52在滑道滑动的过程中保持不动，因为滑道两端是等半径圆弧，中间是非等半径圆弧，公胶滚轮52在滑道的等半径圆弧上进行滑动直至脱离滑道时，由于扭簧的作用，母胶滚轮54不能与公铰滚轮52相对滑动，母胶滚轮54由于滑道的非等半径圆弧的约束无法与公铰滚轮52同方向转动；之后，与第二导轨组件相连的第二展开铰链组件的公铰侧的火工压紧组件解锁，第二展开铰链组件的公铰在其下面扭簧的作用下绕着第二展开铰链组件的铰轴转动，同时第二展开铰链组件的公胶滚轮在滑道里转动，这时第一导轨组件和第二导轨组件绕着第二展开铰链组件的铰轴55转动，直到第二展开铰链组件的公胶滚轮脱离滑道，此时，第一导轨组件、第二导轨组件与第三导轨组件成一条直线，这样就实现了三段导轨组件3顺次展开，如图8所示。

该星球车转移坡道可以实现多段导轨组件顺次展开，导轨组件展开到位后依次进行水平摆转和竖直摆转，导轨组件摆转到位后，火星车移动系统通过导轨组件到达火星地面，完成火星探测任务。

实施例四

如上所述的具有可解锁摆转支撑座的星球车转移坡道，本实施例与之不同 之处在于，两侧的每个导轨组件为两段，每个导轨组件只需要一个展开铰链组件。

实施例五

如上所述的具有可解锁摆转支撑座的星球车转移坡道，本实施例与之不同之处在于，两侧的每个导轨组件至少为四段，每个导轨组件至少需要3个展开铰链组件，该星球车转移坡道适用于需要较长距离的坡道，火星车移动系统通过坡道到达火星表面。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可解锁摆转支撑座，其特征在于，其包括摆转铰链组件和火工压紧组件，所述火工压紧组件用于解锁连接件,所述摆转铰链组件用于将所述连接件进行水平摆转和竖直摆转。

2.如权利要求1所述的可解锁摆转支撑座，其特征在于，所述摆转铰链组件包括姿控保持板、摆转架、回转铰链；所述连接件在所述摆转架的带动下做水平摆转和竖直摆转时，所述姿控保持板保持所述连接件的连接状态不变。

3.如权利要求2所述的可解锁摆转支撑座，其特征在于，所述摆转铰链组件还包括姿控钢丝绳，所述姿控钢丝绳在所述摆转架带着所述连接件摆转过程中处于张紧状态，以保持所述连接件连接状态不变。

4.如权利要求2或3所述的可解锁摆转支撑座，其特征在于，所述摆转铰链组件还包括滚轮和支架，所述滚轮安装在所述摆转架上，所述滚轮在所述摆转架做水平摆转时在所述支架上滚动。

5.如权利要求1所述的可解锁摆转支撑座，其特征在于，所述火工压紧组件包括导轨接头、火工品和所述姿控保持板，所述火工品用于解锁所述导轨接头和所述姿控保持板之间的连接。

6.一种具有权利要求1至5任一的星球车转移坡道，其特征在于，所述星球车转移坡道包括导轨组件，所述导轨组件包括导轨、护栏支座和护栏，所述护栏支座两端分别与所述导轨和所述护栏固接，所述护栏支座支撑着所述护栏，所述护栏在火星移动系统经过所述导轨时防止其偏离所述导轨。

7.如权利要求6所述的星球车转移坡道，其特征在于，所述星球车转移坡道还包括型约束压紧座，所述型约束压紧座与平台固接，其支撑着两个相连的所述导轨组件，所述型约束压紧座的顶部有滑道。

8.如权利要求7所述的星球车转移坡道，其特征在于，所述星球车转移坡道还包括展开铰链组件，所述展开铰链组件用于连接两个所述导轨组件，其包括公铰、公铰滚轮、母铰、母铰滚轮和铰轴，所述公铰与所述母铰绕着所述铰轴转动，所述公铰滚轮和所述母铰滚轮在所述滑道里滑动。

9.如权利要求8所述的星球车转移坡道，其特征在于，所述星球车转移坡道还包括所述摆转铰链组件和所述火工压紧组件，所述火工压紧组件用于解锁所述导轨组件，所述摆转铰链组件与所述导轨组件相连，用于带着所述导轨组件做水平摆转和竖直摆转。

10.如权利要求9所述的星球车转移坡道，其特征在于，所述滑道的两端是等半径圆弧，中间是不等半径圆弧，所述公铰滚轮和所述母铰在所述滑道里滑动时由于所述滑道的限制只能有一个滑动。