一、作品简介
梦想号——挖掘月球车属于工程类月球车。由于目前属于对月球的探测阶段,因此世界各航天机构没有工程类月球车的发射。综合目前各国的月球车,梦想号——挖掘月球车有以下特点:
1、车轮伸缩升降机构的设计;
2、仿生学的运用与仿生机构的设计;
3、角度平衡差速机构与车轮架关节机构的设计;
月球车车轮为可伸缩升降车轮,最大限度的提升探月卫星的有效空间。卫星发射时,车轮机构处于“缩”的状态;到达月球后,进入工作模式时,其车轮机构转为“伸”的状态。
挖掘月球车的挖掘部分采用仿生学与仿生机构设计理念,根据人类或灵长类手臂的特征,运用仿生学原理,采用纯机械传动的方式设计,并且由一台步进电机来控制整个挖掘工作部两臂三节的所有运动。
月球车均采用角度平衡差速机构和车轮架关节机构共同平衡车体,通过与车轮升降机构的协同调节,可以使车体在复杂的月球表面最大限度保持稳定。月球车不仅具有一定角度的爬坡能力,还具备一定的越障能力;并且在两侧车轮路面高度不一的道路行驶时,可以保持车体水平。
本作品属于智能工程月球车,具有自我定位能力,可以进行路面探测、分析与道路选择,并且可以进行工作环境的勘测,自动进入工作模式。
二、结构设计
月球车为增加有效的载荷重量及安装空间,降低发射成本,车轮采用升降式车轮;由于要有20cm越障和<25º爬坡能力,所以车轮应为关节设计。因此,挖掘月球车机械机构设计包括:
1、挖掘工作部设计;
2、移动系统设计;
3、角度平衡差速机构设计;
4、桅杆及360º转动相机机构设计及车体连接设计。
角度平衡差速机构的设计主要包括差动轮系的设计、摇臂轴系的设计和支撑座架的设计;移动系统的设计主要包括车轮机构设计、升降机构设计、关节机构设计和转向机构设计。