[发明专利]一种差动后置式火星车移动机构

说明书

本发明公开了一种差动后置式火星车移动机构，整体结构沿探测车舱体中轴线对称，其摇臂和转向架通过交叉滚子轴承连接，摇臂和转向架之间的夹角随地形而变化，可保证探测车的六个车轮最大限度的和地面保持接触。各个车轮独立驱动，可提高探测车在复杂路况中的爬坡越障能力。差动机构布设在舱体外部，以便车体内部搭载各种测量仪器。差动杆两端分别采用球铰链使差动杆和主摇臂连接，能同时满足摇臂相对主轴的旋转运动和差动杆相对差动轴的旋转运动。采用后置式差动机构通过第一、第二球铰连杆的伸缩运动，实现两侧悬架机构的差动运动，使探测车舱体的俯仰角为两侧摇臂相对车体转过角度的均值，提高了探测车的控制和稳定性。

技术领域

本发明涉及航天探测车应用技术领域，具体地说，涉及一种差动后置式火星车移动机构。

背景技术

随着我国探月工程的推进，航天工业在月球探索上已取得了多项重大突破。同时，在已有星球探测车研制技术的基础上，将火星作为深空探测的第二颗目标星球。火星漫游车作为火星探测的主要工具，其构型的设计研究直接关系到探测任务的成功，具有重大的研究意义。

现有公开技术文献“Mars Exploration Rover Mobility Assembly Design,Testand Performance”(IEEE International Conference on Systems,Man andCybernetics.IEEE,2006:450-455Vol.1.)中，对美国MER(Mars Exploration Rover)系列的两个双胞胎探测车的移动系统构型进行了设计和移动性能测试。该移动系统采用典型的摇臂-转向架(Rocker-Bogie)结构、行星齿轮系差动箱、六个独立驱动的车轮。这种构型会占用一定的探测车舱体内部空间，并且对摇臂-转向架各个运动副的倾角有严格的设计要求。

中国专利CN105235468A公开了一种“主动悬架式火星车移动机构”，其移动系统主要由对称分布在车体两侧的主副摇臂组成，两侧摇臂通过布置在舱体内部的差动器连接。主摇臂和差动器的连接部位安装有张角调节器以调节主摇臂短臂和长臂之间的夹角。但是该结构存在构型复杂、控制难度较高和张角调节器寿命有限的问题。

美国专利US4840394提出一种铰接式悬架系统(Articulated SuspensionSystem)，该悬架系统的六个车轮对称分布在车体两侧，单侧中间轮分别通过连杆铰接前后轮，再利用铰接在车体上的主连杆连接这两个连杆，布置在车体端面的差动机构也铰接在主连杆上。这种悬架结构复杂，杆件多，同时由于差动机构和主连杆通过铰链连接，整个悬架机构的自由度存疑。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，克服其悬架结构复杂、运动越障能力不足、差动机构布局占用舱体内部空间过大的问题，本发明提出一种差动后置式火星车移动机构；该移动机构具有结构简单、越障能力强、组装便捷和易于控制的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括探测车舱体、第一主摇臂、第一转向架、第二主摇臂、第二转向架、第一旋转法兰安装架、第一摇臂转向架旋转座、第二旋转法兰安装架、第三旋转法兰安装架、第二摇臂转向架旋转座、第四旋转法兰安装架、差动杆、差动杆安装偏心板、差动杆第一限位块、差动杆第二限位块、第一球铰连杆、第二球铰连杆、第一球铰接头、第三球铰接头、第二球铰接头、第四球铰接头和多个车轮，其特征在于所述第一主摇臂和所述第二主摇臂为两个结构相同的部件，第一主摇臂和第二主摇臂中间上部分别固装有第一旋转法兰安装架和第三旋转法兰安装，且通过交叉滚子轴承连接在探测车舱体的两侧中间下部；其中，第一主摇臂一端与第一车轮连接，第一主摇臂另一端与第一球铰连杆通过第一球铰接头相连接，第一摇臂转向架旋转座位于第一旋转法兰安装架和第一球铰接头之间，第一转向架位于第一主摇臂外侧，第二旋转法兰安装架固定在第一转向架中间部位，第二旋转法兰安装架与第一摇臂转向架旋转座通过交叉滚子轴承配合连接，第一转向架的两端分别安装有车轮；