CN116215880A - 载人月球车 - Google Patents

Abstract

本发明属于探月器械技术领域，公开了载人月球车，该载人月球车包括车架和驱动机构，车架用于载人，驱动机构包括旋转组件和驱动组件，旋转组件包括电机、转轴以及两个横梁，电机安装于车架，电机用于驱动转轴转动，横梁连接于车架，两个横梁通过转轴转动配合，驱动组件设置有两个，两个驱动组件分别连接于两个横梁，当两个驱动组件分别处于水平路面和坡度路面时，横梁能够相对另一个横梁转动，在载人月球车遇到坡度路面时平衡车身，使处于坡度路面的驱动组件能够与坡面达到最大的接触面积，增加抓地力，防止载人月球车打滑侧翻，可使宇航员和车身始终保持平衡状态，大大提高了宇航员驾驶月球车的爬坡能力和安全性。

Description

载人月球车

技术领域

本发明涉及探月器械技术领域，尤其涉及载人月球车。

背景技术

月球车是一种能够在月球表面行驶并对月球探测考察和收集分析样品的专用车辆，目前为方便宇航员探索月球而设计的载人月球车尤为突出。月球表面的环境与地球表面的自然环境大不相同，月球上没有大气层，月面直接暴露在宇宙空间，处于一种高度的真空状态，使得月球表面坑洼不平，月壤疏松，还有无数或大或小的陨石坑分布月球表面。这样的环境条件对载人月球车的平衡性和安全性提出了更高的要求，一旦载人月球车在行进时发生倾翻，则会严重损坏月球车系统。

目前，载人月球车防倾翻设计主要集中于底盘与悬架，底盘设计上为降低月球车底盘高度，通过降低重心的方式防止倾翻，但是月球表面坑洼不平，底盘过低会大大降低月球车的通过性。悬架系统多设置弹簧，通过减少车身震动来实现通行的安全性，在路面坡度较低时适用性高，一旦坡度过高还是会发生倾翻事故。月球表面坑洼不平，陨石和陨石坑随处可见，月球车行驶在此难免会产生震动，过大或者长期持久的震动可能导致车载设备失灵，一旦发生此事故，探月任务将被迫停止，执行任务的宇航员的安全也得不到保障。

因此，亟需载人月球车，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供载人月球车，在遇到坡度路面时平衡车身，增大与月球表面的接触面积，增加抓地力，防止载人月球车打滑侧翻，使宇航员和车身始终保持平衡状态，大大提高了宇航员驾驶月球车的爬坡能力和安全性。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明采用以下技术方案：

载人月球车，包括：

车架，所述车架用于载人；

驱动机构，所述驱动机构包括旋转组件和驱动组件，所述旋转组件包括电机、转轴以及两个横梁，所述电机安装于所述车架，所述电机用于驱动所述转轴转动，所述横梁连接于所述车架，两个所述横梁通过所述转轴转动配合，所述驱动组件设置有两个，两个所述驱动组件分别连接于两个所述横梁，当两个所述驱动组件分别处于水平路面和坡度路面时，所述横梁能够相对另一个所述横梁转动。

优选地，所述驱动组件包括驱动源、伸缩臂以及车轮，所述驱动源连接于所述横梁，所述伸缩臂的两端分别连接于所述驱动源和所述车轮，所述驱动组件被配置为当所述车轮处于坡度路面时，所述驱动源能够驱动所述伸缩臂回缩。

优选地，所述驱动组件还包括平衡传感器，所述平衡传感器设置于所述驱动源，所述平衡传感器与所述驱动源电连接，所述平衡传感器用于检测所述车轮是否位于坡度路面。

优选地，所述车轮包括轮毂、弹性件和轮胎，所述轮胎套设于所述轮毂，所述轮毂通过转向轴设置于所述伸缩臂，所述弹性件的两端分别连接于所述轮毂和所述轮胎。

优选地，所述轮胎包括防滑层、减震层和吸能层，所述吸能层连接于所述弹性件，所述减震层的内圈连接于所述吸能层的外圈，所述减震层的外圈连接于所述防滑层。

优选地，所述吸能层包括沿所述吸能层的圆周方向设置的多个吸能部，多个所述吸能部依次连接并围设于所述弹性件，所述吸能部为三角形结构。

优选地，所述弹性件设置有多个，沿所述吸能层的圆周方向，多个所述弹性件间隔设置。

优选地，所述旋转组件还包括角度限定器，所述角度限定器设置于所述转轴，所述角度限定器用于限制所述横梁的旋转角度。

优选地，所述驱动机构设置有两个，两个所述驱动机构分别设置于所述车架的两端。

优选地，所述载人月球车还包括固定组件，所述固定组件包括套环和连接杆，所述套环固定套设于所述车架，所述套环设置有两个，所述连接杆的两端分别连接于两个所述套环，所述套环用于固定座椅。

本发明的有益效果为：

本发明提供的载人月球车，驱动机构包括旋转组件和驱动组件，旋转组件包括电机、转轴以及两个横梁，电机安装于车架，电机用于驱动转轴转动，横梁连接于车架，两个横梁通过转轴转动配合，驱动组件设置有两个，两个驱动组件分别连接于两个横梁，当两个驱动组件分别处于水平路面和坡度路面时，横梁能够相对另一个横梁转动。当载人月球车行驶在坡度路面时，转轴在电机的驱动作用下转动，两个横梁中的一个横梁保持不动，转轴带动另外一个横梁旋转一定角度，使处于坡度路面的驱动组件能够与坡面达到最大的接触面积，增加抓地力，防止载人月球车打滑侧翻，可使宇航员和车身始终保持平衡状态，大大提高了宇航员驾驶月球车的爬坡能力和安全性。

附图说明

图1为本发明实施例中载人月球车的结构示意图；

图2为本发明实施例中载人月球车处于坡度路面状态下的结构示意图一；

图3为本发明实施例中载人月球车处于坡度路面状态下的结构示意图二；

图4为本发明实施例中车轮的结构示意图；

图5为本发明实施例中横梁的结构示意图。

附图标记：

1、车架；

2、旋转组件；21、电机；22、转轴；23、横梁；24、角度限定器；

3、驱动组件；31、驱动源；32、伸缩臂；33、车轮；34、轮毂；35、弹性件；36、轮胎；361、防滑层；362、减震层；363、吸能层；37、平衡传感器；38、转向轴；

4、固定组件；41、套环；42、连接杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

现有的载人月球车防倾翻设计主要集中于底盘与悬架，底盘设计上为降低月球车底盘高度，通过降低重心的方式防止倾翻，但是月球表面坑洼不平，底盘过低会大大降低月球车的通过性。悬架系统多设置弹簧，通过减少车身震动来实现通行的安全性，在路面坡度较低时适用性高，一旦坡度过高还是会发生倾翻事故。月球表面坑洼不平，陨石和陨石坑随处可见，月球车行驶在此难免会产生震动，过大或者长期持久的震动可能导致车载设备失灵，一旦发生此事故，探月任务将被迫停止，执行任务的宇航员的安全也得不到保障。对此，本实施例提供了载人月球车，在遇到坡度路面时平衡车身，增大与月球表面的接触面积，增加抓地力，防止载人月球车打滑侧翻，使宇航员和车身始终保持平衡状态，大大提高了宇航员驾驶月球车的爬坡能力和安全性。

如图1-图5所示，在本实施例中，载人月球车包括车架1和驱动机构。其中，车架1用于载人，驱动机构包括旋转组件2和驱动组件3，旋转组件2包括电机21、转轴22以及两个横梁23，电机21安装于车架1，电机21用于驱动转轴22转动，横梁23连接于车架1，两个横梁23通过转轴22转动配合，驱动组件3设置有两个，两个驱动组件3分别连接于两个横梁23，当两个驱动组件3分别处于水平路面和坡度路面时，横梁23能够相对另一个横梁23转动。具体地，横梁23通过铰链与车架1相连接，且横梁23与驱动组件3焊接固定，两个横梁23通过中间的转轴22相连，电机21的输出轴连接于转轴22，电机21为载人月球车的前进、转向、横梁23旋转、驱动组件3等提供动力。当载人月球车行驶在坡度路面时，即两个驱动组件3的其中一个处于坡度路面，另外一个驱动组件3处于水平路面，电机21启动，转轴22在电机21的作用下转动，两个横梁23中的一个横梁23保持不动，转轴22带动另外一个横梁23旋转一定角度，使处于坡度路面的驱动组件3能够与坡面达到最大的接触面积，增加抓地力，避免打滑，防止载人月球车打滑侧翻，增加载人月球车的平稳性。当载人月球车行驶在前后坡度路面时，车架1在驱动组件3的作用下能够保持平衡，防止倾翻，保证月球车和宇航员的安全。因此，在载人月球车遇到坡度路面时平衡车身，增大与月球表面的接触面积，可使宇航员和车身始终保持平衡状态，大大提高了宇航员驾驶月球车的爬坡能力和安全性。优选地，多个驱动组件3可独立工作，相邻两个驱动组件3也可相互配合工作，对前后坡度和车坡度路面均可适用。

进一步地，继续参照图1-图5，驱动组件3包括驱动源31、伸缩臂32以及车轮33，驱动源31连接于横梁23，伸缩臂32的两端分别连接于驱动源31和车轮33，驱动组件3被配置为当车轮33处于坡度路面时，驱动源31能够驱动伸缩臂32回缩。具体地，驱动源31设置为液压机，车轮33通过转向轴38与伸缩臂32相连，并且车轮33、转向轴38以及伸缩臂32通过轴承相连，实现传动和转向。当载人月球车行驶在侧坡度路面时，即只有一侧的前后轮处于坡度路面，另一侧的前后轮处于水平路面，液压机启动并开始工作，带动伸缩臂32提升高度，从而使月球车的底盘保持平衡，防止倾翻。与此同时，转轴22带动横梁23旋转一定角度，使车轮33能够与坡面达到最大的接触面积，增加抓地力，保证宇航员的安全。当载人月球车行驶在前后坡度路面时，即前轮和后轮分别处于水平路面和坡度路面时，处于坡度路面的车轮33以及伸缩臂32保持不变，处于水平路面的车轮33在驱动源31的驱动作用下通过伸缩臂32回缩，使车架1保持平衡，防止倾翻，保护月球车和宇航员的安全。

进一步地，继续参照图1-图5，驱动组件3还包括平衡传感器37，平衡传感器37设置于驱动源31，平衡传感器37与驱动源31电连接，平衡传感器37用于检测车轮33是否位于坡度路面。具体地，平衡检测器能够自动检测车身是否倾斜，当平衡检测器检测到载人月球车处于侧坡度路面或前后坡度路面时，发出信号给驱动源31，驱动源31开始工作，带动伸缩臂32提升或降低，保持车身平衡，防止倾翻。

进一步地，继续参照图1-图5，车轮33包括轮毂34、弹性件35和轮胎36，轮胎36套设于轮毂34，轮毂34通过转向轴38设置于伸缩臂32，弹性件35的两端分别连接于轮毂34和轮胎36。具体地，弹性件35夹设于轮毂34和轮胎36之间，弹性件35设置为弹簧。当载人月球车行驶在坑洼路面、陨石或较深的沟壑时，在入坑或驶过陨石的瞬间由于惯性作用会产生较大的冲击力，弹性件35能够吸收冲击力带给车身的震动，达到减震的效果。

进一步地，继续参照图1-图5，轮胎36包括防滑层361、减震层362和吸能层363，吸能层363连接于弹性件35，减震层362的内圈连接于吸能层363的外圈，减震层362的外圈连接于防滑层361。具体地，防滑层361、减震层362和吸能层363由外到内依次层叠设置，减震层362由橡胶材料制成，弹性好，更换成本低。防滑层361可增大与地面的接触摩擦力，使得月球车行驶顺畅，在入坑或驶过陨石的瞬间由于惯性作用会产生较大的冲击力，此时减震层362和吸能层363发挥作用。其中，减震层362由于橡胶材料的弹性形变可减轻部分震动，保护车轮33的结构，吸能层363通过变形最大程度地吸收冲击力。具有抗震功能的车轮33可大大减轻月球车过沟越障产生的冲击力，保护车身以及宇航员的安全。

进一步地，继续参照图1-图5，吸能层363包括沿吸能层363的圆周方向设置的多个吸能部，多个吸能部依次连接并围设于弹性件35，吸能部为三角形结构。具体地，三角形结构的吸能部的数量设置有多个，多个吸能部依次连接并环绕于轮毂34，当月球车行驶在坑洼路面或陨石时，多个吸能部通过变形的作用吸收车轮33受到的冲击力，对轮毂34起到一定的保护作用。

进一步地，继续参照图1-图5，弹性件35设置有多个，沿吸能层363的圆周方向，多个弹性件35间隔设置。具体地，车轮33上设置有防尘盖，防尘盖罩设于弹性件35，打开防尘盖，能够对弹性件35进行更换维修，关闭防尘盖，起到防尘的作用。当载人月球车行驶在坑洼路面、陨石或较深的沟壑时，在入坑或驶过陨石的瞬间由于惯性作用会产生较大的冲击力，多个弹性件35能够吸收冲击力带给车身的震动，达到减震的效果，保护车轮33的结构。

进一步地，继续参照图1-图5，旋转组件2还包括角度限定器24，角度限定器24设置于转轴22，角度限定器24用于限制横梁23的旋转角度。具体地，角度限定器24与电机21电连接，转轴22在电机21的作用下转动，两个横梁23中的一个横梁23保持不动，转轴22带动另外一个横梁23旋转一定角度，使处于坡度路面的驱动组件3能够与坡面达到最大的接触面积，同时，为了保证载人月球车车身的稳定性和安全性，角度限定器24能够对横梁23的旋转角度起到限制的作用。

进一步地，继续参照图1-图5，驱动机构设置有两个，两个驱动机构分别设置于车架1的两端。具体地，当载人月球车行驶在前后坡度路面时，即载人月球车前方的驱动机构和后方的驱动机构分别处于水平路面和坡度路面时，处于坡度路面的车轮33以及伸缩臂32保持不变，处于水平路面的车轮33在驱动源31的驱动作用下通过伸缩臂32回缩，使车架1保持平衡，防止倾翻。

进一步地，继续参照图1-图5，载人月球车还包括固定组件4，固定组件4包括套环41和连接杆42，套环41固定套设于车架1，套环41设置有两个，连接杆42的两端分别连接于两个套环41，套环41用于固定座椅。具体地，两个套环41通过连接杆42相连接，套环41上设置有独立的伸缩机构和铰链，其中，铰链用于固定座椅，伸缩机构用于调节座椅的角度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.载人月球车，其特征在于，包括：

车架(1)，所述车架(1)用于载人；

驱动机构，所述驱动机构包括旋转组件(2)和驱动组件(3)，所述旋转组件(2)包括电机(21)、转轴(22)以及两个横梁(23)，所述电机(21)安装于所述车架(1)，所述电机(21)用于驱动所述转轴(22)转动，所述横梁(23)连接于所述车架(1)，两个所述横梁(23)通过所述转轴(22)转动配合，所述驱动组件(3)设置有两个，两个所述驱动组件(3)分别连接于两个所述横梁(23)，当两个所述驱动组件(3)分别处于水平路面和坡度路面时，所述横梁(23)能够相对另一个所述横梁(23)转动。

2.根据权利要求1所述的载人月球车，其特征在于，所述驱动组件(3)包括驱动源(31)、伸缩臂(32)以及车轮(33)，所述驱动源(31)连接于所述横梁(23)，所述伸缩臂(32)的两端分别连接于所述驱动源(31)和所述车轮(33)，所述驱动组件(3)被配置为当所述车轮(33)处于坡度路面时，所述驱动源(31)能够驱动所述伸缩臂(32)回缩。

3.根据权利要求2所述的载人月球车，其特征在于，所述驱动组件(3)还包括平衡传感器(37)，所述平衡传感器(37)设置于所述驱动源(31)，所述平衡传感器(37)与所述驱动源(31)电连接，所述平衡传感器(37)用于检测所述车轮(33)是否位于坡度路面。

4.根据权利要求2所述的载人月球车，其特征在于，所述车轮(33)包括轮毂(34)、弹性件(35)和轮胎(36)，所述轮胎(36)套设于所述轮毂(34)，所述轮毂(34)通过转向轴(38)设置于所述伸缩臂(32)，所述弹性件(35)的两端分别连接于所述轮毂(34)和所述轮胎(36)。

5.根据权利要求4所述的载人月球车，其特征在于，所述轮胎(36)包括防滑层(361)、减震层(362)和吸能层(363)，所述吸能层(363)连接于所述弹性件(35)，所述减震层(362)的内圈连接于所述吸能层(363)的外圈，所述减震层(362)的外圈连接于所述防滑层(361)。

6.根据权利要求5所述的载人月球车，其特征在于，所述吸能层(363)包括沿所述吸能层(363)的圆周方向设置的多个吸能部，多个所述吸能部依次连接并围设于所述弹性件(35)，所述吸能部为三角形结构。

7.根据权利要求5所述的载人月球车，其特征在于，所述弹性件(35)设置有多个，沿所述吸能层(363)的圆周方向，多个所述弹性件(35)间隔设置。

8.根据权利要求1所述的载人月球车，其特征在于，所述旋转组件(2)还包括角度限定器(24)，所述角度限定器(24)设置于所述转轴(22)，所述角度限定器(24)用于限制所述横梁(23)的旋转角度。

9.根据权利要求1所述的载人月球车，其特征在于，所述驱动机构设置有两个，两个所述驱动机构分别设置于所述车架(1)的两端。

10.根据权利要求1所述的载人月球车，其特征在于，所述载人月球车还包括固定组件(4)，所述固定组件(4)包括套环(41)和连接杆(42)，所述套环(41)固定套设于所述车架(1)，所述套环(41)设置有两个，所述连接杆(42)的两端分别连接于两个所述套环(41)，所述套环(41)用于固定座椅。

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