CN108357698A - 一种新型的火星车 - Google Patents

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夏长春
王世明
苗同生
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王宪
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Abstract

本发明涉及一种新型的火星车，主要解决了车轮表面受损后而没办法修补和调节张角机构使得火星车完成一系列运动的问题。一种新型的火星车，车轮及主动臂悬架对称分布在车身主体的两侧，车轮都由轮轴、基座和轮片构成。轮片是一片片拼接上去，轮片由航天橡胶制成，如果有些轮片遭到磨损，可以按照拼接的方式将损坏的轮片拆下，更换新的轮片。主动臂悬架由两侧主、副摇臂和差动机构组成，主、副摇臂相互铰接，铰接点处加装离合器，主摇臂由主摇臂长臂和主摇臂短臂构成，二者之间设有张角调节机构。离合器不工作或者处于锁死状态时，通过调节张角机构控制火星车的折展、蠕动和车轮抬起运动。本发明的一种新型的火星车用于在火星表面进行科学探测。

Description

一种新型的火星车
技术领域
本发明涉及火星车技术领域，特别涉及一种新型的火星车。
背景技术
随着科学技术的发展，人们对火星的探索一直没有终止，从1997年以来美国不断地发射各种火星车达到火星上，对其表面的土壤、岩石等一些资源的探索，面对火星表面坑坑洼洼，凹凸不平的地面，对火星车的车轮来说的考验是巨大的，2012年美国宇航局发射的“好奇号”火星车，其车轮在火星表面的损坏情况在加剧，价值25亿美元的火星车车轮表面出现了受损迹象，多处表面遭到磨损和破洞，这些硬币般大小的破洞可能是被一块锋利的石块刺破，也可能是火星车车轮材料发生锈蚀，表面很脆进而长时间的磨损而导致车轮损坏。随着科学考察的深入，火星车朝着夏普山的山麓地区迈进，因为前期的科学研究表面在这块地区出露的很多沉积岩层可能和有关火星地质历史有着密切的联系，这也是科学家们非常感兴趣的一个点，对科学研究的突破有着重大的意义，虽然这样的车轮损坏并不至于影响到任务目标的完成，但是这样的磨损状况也确实让人担忧。
所以有必要发明一种新型的火星车，这种火星车的车轮能够克服这种地面磨损带来的车轮损坏问题，并对火星车主动臂悬架结构进行创新设计，在任何地区都可以前进、后退、折展和蠕动运动，根据科研作业的需求，火星车的前轮、中轮和后轮还可以抬起，都非常顺利。
发明内容
本发明目的是提供一种适合于在火星表面探究和作业而车轮不易损坏的一种新型的火星车。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种新型的火星车，它包括车身主体、车轮和主动臂悬架，其特征在于：所述车轮和主动臂悬架分布在车身主体的两侧，两侧呈对称分布，所述车轮由前轮、中轮和后轮构成，所述前轮、中轮、后轮都由轮轴、基座、轮片构成，所述车轮都是由电机直接驱动，电机带动轮轴的转动，从而促使车轮的运动，所述轮轴和电机都安装在基座上，所述主动臂悬架由两侧主摇臂、副摇臂和差动机构组成，两侧悬架通过差动机构相连，差动机构与车身主体固连，单侧悬架由主摇臂和副摇臂组成，主摇臂和副摇臂相互铰接，铰接点处加装离合器，用于必要时锁死主摇臂和副摇臂间夹角，主摇臂分为主摇臂长臂和主摇臂短臂，主摇臂长臂和主摇臂短臂间设有张角调节机构，张角调节机构安装在差动机构内，为一台电机加一组齿轮系，可以完成主摇臂长臂和主摇臂短臂相对于差动轴的定比例运动，所述离合器不工作或者处于锁死状态时，通过张角调节机构控制火星车的折展、蠕动和车轮抬起运动，所述离合器不工作时，通过张角调节机构，主摇臂长臂和主摇臂短臂所组成的夹角增大，使火星车车身主体的质心降低，从而火星车进行折展和蠕动运动，所述处于离合器锁死状态，通过张角调节机构，调节主摇臂长臂和主摇臂短臂之间的张角，分别使火星车车身主体的质心调节到中轮和后轮、后轮和前轮、中轮和前轮之间，可分别将前轮、中轮、后轮抬起。
所述轮片由航天橡胶制成，所述基座由钛合金制成。
本发明的显著特点在于：
一种新型的火星车，当火星车在火星表面作业时，火星车采用六轮机构，火星车车轮由前轮、中轮和后轮构成，两侧呈对称分布，六个车轮由六个电机直接驱动，电机带动轮轴的转动，能够使火星车能够在任何地区都可以自由前进、后退、折展和蠕动运动，并根据科研作业的需求，火星车的前轮、中轮和后轮还可以抬起，都非常顺利。
一种新型的火星车，考虑到火星车的重量很大，采用六轮同时进行运动的设计，这样使得火星车在作业和探究时的稳步运动地推进，这样六个车轮受力均衡，车轮使用的寿命将会得到延长。
一种新型的火星车，整个火星车主动臂悬架的结构设计，以张角调节机构和离合器为纽带，主摇臂和副摇臂为基础，很好地连接前轮、中轮和后轮，使得这六个车轮的运动稳步推进。并且在离合器不工作或者处于锁死状态时，通过张角调节机构控制火星车的折展、蠕动和车轮抬起运动。
一种新型的火星车，考虑到在作业和探究过程中车轮有破损且难以修理或更换，因此轮片是一片片拼接上去，轮片由航天橡胶制成，如果有些轮片遭到磨损，可以按照拼接的方式将损坏的轮片拆下，更换新的轮片，这样操作简单，解决了火星车车轮表面受损后而没办法修补的问题。基座由钛合金制成，钛合金基座强度高，刚性好，在坑坑洼洼、凹凸不平的火星地面上磨损性较小，使得车轮不容易被损坏。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构示意图。
图2是本发明的主动臂悬架和车轮的斜二测视图。
图3是本发明的主动臂悬架和车轮正视图。
图4是本发明的单个轮子的结构示意图。
图中：车身主体1，车轮2，主动臂悬架3，前轮21，中轮22，后轮23，轮轴24，基座25，轮片26，主摇臂31，副摇臂32,差动机构33，离合器34，主摇臂长臂311，主摇臂短臂312，张角调节机构35,差动轴36。
具体实施方式
下面通过实施例，结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明：
参见图1，本发明实施例所提供的一种新型的火星车，它包括车身主体1、车轮2和主动臂悬架3，其特征在于：所述车轮2和主动臂悬架3分布在车身主体1的两侧，两侧呈对称分布，所述车轮2由前轮21、中轮22和后轮23构成，所述前轮21、中轮22、后轮23都由轮轴24、基座25、轮片26构成，所述车轮2都是由电机直接驱动，电机带动轮轴24的转动，从而促使车轮2的运动，所述轮轴24和电机都安装在基座上，所述主动臂悬架3由两侧主摇臂31、副摇臂32和差动机构33组成，两侧悬架通过差动机构33相连，差动机构33与车身主体1固连，单侧悬架由主摇臂31和副摇臂32组成，主摇臂31和副摇臂32相互铰接，铰接点处加装离合器34，用于必要时锁死主摇臂31和副摇臂32间夹角，主摇臂31分为主摇臂长臂311和主摇臂短臂312，主摇臂长臂311和主摇臂短臂312间设有张角调节机构35，张角调节机构35安装在差动机构33内，为一台电机加一组齿轮系，可以完成主摇臂长臂311和主摇臂短臂312相对于差动轴36的定比例运动，所述离合器34不工作或者处于锁死状态时，通过张角调节机构35控制火星车的折展、蠕动和车轮抬起运动，所述离合器34不工作时，通过张角调节机构35，主摇臂长臂311和主摇臂短臂312所组成的夹角增大，使火星车车身主体1的质心降低，从而火星车进行折展和蠕动运动，所述处于离合器34锁死状态，通过张角调节机构35，调节主摇臂长臂311和主摇臂短臂312之间的张角，分别使火星车车身主体1的质心调节到中轮22和后轮23、后轮23和前轮21、中轮22和前轮21之间，可分别将前轮21、中轮22、后轮23抬起。
参见图4，所述轮片26由航天橡胶制成，所述基座25由钛合金制成。
本具体实施方式在使用的时候，火星车采用六轮机构，火星车车轮由前轮、中轮和后轮构成，六个车轮由六个电机直接驱动，电机带动轮轴的转动，使得火星车在作业和探究时的稳步运动地推进，同时六个车轮受力均衡，增强其运动稳定性，火星车的主动臂悬架结构，能够使火星车在任何地区都可以前进、后退、折展和蠕动运动，同时，火星车的前轮、中轮和后轮还可以抬起，使火星车能够适应火星表面坑坑洼洼，凹凸不平的地面，使火星车满足各种科研环境作业的需求，火星车的车轮材料采用航天橡胶，能够避免火星表面坑坑洼洼，凹凸不平的地面给车轮带来的磨损，延长车轮使用的寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种新型的火星车，它包括车身主体(1)、车轮(2)和主动臂悬架(3)，其特征在于：所述车轮(2)和主动臂悬架(3)分布在车身主体(1)的两侧，两侧呈对称分布，所述车轮(2)由前轮(21)、中轮(22)和后轮(23)构成，所述前轮(21)、中轮(22)、后轮(23)都由轮轴(24)、基座(25)、轮片(26)构成，所述车轮(2)都是由电机直接驱动，电机带动轮轴(24)的转动，从而促使车轮(2)的运动，所述轮轴(24)和电机都安装在基座上，所述主动臂悬架(3)由两侧主摇臂(31)、副摇臂(32)和差动机构(33)组成，两侧悬架通过差动机构(33)相连，差动机构(33)与车身主体(1)固连，单侧悬架由主摇臂(31)和副摇臂(32)组成，主摇臂(31)和副摇臂(32)相互铰接，铰接点处加装离合器(34)，用于必要时锁死主摇臂(31)和副摇臂(32)间夹角，主摇臂(31)分为主摇臂长臂(311)和主摇臂短臂(312)，主摇臂长臂(311)和主摇臂短臂(312)间设有张角调节机构(35)，张角调节机构(35)安装在差动机构(33)内，为一台电机加一组齿轮系，可以完成主摇臂长臂(311)和主摇臂短臂(312)相对于差动轴(36)的定比例运动，所述离合器(34)不工作或者处于锁死状态时，通过张角调节机构(35)控制火星车的折展、蠕动和车轮抬起运动，所述离合器(34)不工作时，通过张角调节机构(35)，主摇臂长臂(311)和主摇臂短臂(312)所组成的夹角增大，使火星车车身主体(1)的质心降低，从而火星车进行折展和蠕动运动，所述处于离合器(34)锁死状态，通过张角调节机构(35)，调节主摇臂长臂(311)和主摇臂短臂(312)之间的张角，分别使火星车车身主体(1)的质心调节到中轮(22)和后轮(23)、后轮(23)和前轮(21)、中轮(22)和前轮(21)之间，可分别将前轮(21)、中轮(22)、后轮(23)抬起。
2.如权利要求1所述，一种新型的火星车，其特征在于：所述轮片(26)由航天橡胶制成，所述基座(25)由钛合金制成。
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