[发明专利]可重复、可重构载人月球车

说明书

技术领域

本发明涉及一种可重复、可重构载人月球车。

背景技术

载人探月不仅是一个国家的科技发展水平，还是综合国力的具体体现。要实现月面宇航员月面探测、运输有效科学载荷和采集样品以及长期居住，载人月球车必然是不可或缺的重要媒介和探测工具。为了有效保障宇航员的安全和高效完成月面探测任务，要求载人月球车必须具有良好的月面环境移动能力、载运能力、完全保障能力以及人机交互能力。

世界各国提出了不同结构类型的载人月球车，并已经成为载人探月计划研究领域的热点问题之一。目前，全世界仅有美国的阿波罗15号、16号和17号载人月球车实现了月面行走。然而，阿波罗载人月球车底盘的折叠比小，且采用传统车辆的阿克曼转向方案，使其行驶在陡峭斜坡或者交叉斜坡时，载人月球车易发生颠簸和震动，降低了载人月球车的操作稳定性和舒适性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种可重复、可重构载人月球车。

本发明技术方案如下：一种可重复、可重构载人月球车，其特征在于：前车架和后车架结构相同，并相对于中车架对称设置，前、后车架均与中车架铰 接，使前、后车架能够相对折叠；在前车架或/和后车架上安装折叠座椅，中车架上安装电池，所述中车架的左右两侧对称设置中车轮，前车架前端的左右两侧对称设置前车轮，后车架后端的左右两侧对称设置后车轮；所述前车轮、中车轮和后车轮结构相同，均包括轮毂、轮毂电机、伸缩杆和轮缘，其中，在轮毂的外围设置多个按圆周均匀分布的轮缘，轮缘通过伸缩杆与轮毂连接，在轮毂中安装轮毂电机，中车轮的轮毂电机的轴与中车架上的悬架连接，前、后车轮的轮毂电机的轴与对应车架上的悬架相铰接，使前、后车轮能够在俯仰方向上摆动，当前、后车架相对折叠到位时，所述前车轮与对应侧的后车轮贴靠在一起。

本发明为可重复、可重构记忆式轴对称结构。车架分为前中后三部分，前后车架为对称结构，且前后车架分别与中部车架铰接，由此可以实现前后车架的对称折叠；前后4个车轮与车架铰接，可实现前后车辆的整体折叠。本发明通过巧妙对车架和移动系统进行合理布局，实现了车架和移动系统的高度折叠，从而有效地提高了载人月球车的折叠比，缩小了载人月球车发射过程中的初始放置体积。本发明无需外部驱动装置即可实现折叠，折叠方式简单、便捷、快速，可同步协调折展，轻便灵活，节省了宇航员的体力，并且折叠后整车外形规则、美观，便于载运。本发明可以顶置有效载荷，配合机械手臂实现自动样品筛选、初步分析与采集，可作为承载平台，在工作中承受各种载荷。本发明采用6轮支撑，前后车身可围绕中轴起伏，且车轮的轮缘在伸缩杆的作用下具有“自适应”功能，这样具备地形匹配能力，适合于月面山坡、沟壑等复杂地形，载人月球车可在松软、滚滑、多尘、干燥、低重力环境下载人行驶。本发明具有前进、后退、转向、刹车制动等功能，具备一定的通过能力和爬坡越障 能力；另外，采用轮毂电机直接驱动形式，省去了减速器、差速器和传动轴等机械部件，有效减低了整车质量和机械磨损；每个轮毂电机的驱动/制动转矩可以快速、精确和独立控制，增强了车辆稳定性。

前、后车架采用记忆合金制成，并由外框和内框条组成，所述外框为“U”形，该外框的封闭端靠近中车架，在外框内设有两个“L”形的内框条，这两个内框条左右对称设置，内框条的横段与外框开口端的其中一边连为一体，内框条的纵段与中车架铰接。以上结构前、后车架造型简单，便于加工制作，生产成本低，在方便折叠的同时，能够为月球车的其它部件提供布置位置，有利于其它部件进行装配。

为了确保结构强度，尽可能缩小横向尺寸，所述外框的左右侧框条的中部朝着相对的方向凹陷，使外框的侧框条形成“V”形。

所述中车架由两个左右对称设置的“U”型框组成，该“U”型框的开口端向外90°弯折，形成翻边，该翻边与对应内框条的纵段铰接。以上结构中车架造型简单，加工制作容易，与前后车架连接方便。

在所述前车架、后车架和中车架的下方均设置结构底板，其中，中车架下方的结构底板与两个“U”型框相固定，该结构底板与两个“U”型框组成上端敞口的电池盒，电池盒中安装电池；前、后车架下方的结构底板与对应的两个内框条相固定。前、中、后车架均配备结构底板，结构底板能够随车架折叠进行自身收缩，不会对车架折叠造成不利影响；结构底板一方面对车架起增加强度的作用，另一方面可以提供放置空间，以便于在结构底板上放置需要的物品；中车架和下方的结构底板组成电池盒，能够便于电池安装，在对电池起保护作用的同时，最大限度地节省了空间。

作为优选，所述结构底板为网状平面结构，且网孔为菱形。