星球表面探测器的球形行走装置 |
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| 申请号 | CN201710187101.8 | 申请日 | 2017-03-15 | 公开(公告)号 | CN106828646A | 公开(公告)日 | 2017-06-13 |
| 申请人 | 王纪元; | 发明人 | 王纪元; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种星球表面探测器的球形行走装置，涉及一种航天探测器技术领域。本发明解决目前探测器依靠 基座 下方的 转轮 行走而存在设备易受损及易翻车等问题。该星球表面探测器的球形行走装置设置有球形外罩、 主轴 、偏重盘、行走控制装置及转向控制装置，所述行走控制装置的 电机 一通过皮带一与主轴上的皮带轮一活动连接；所述转向控制装置的电机二的传动轮上固定连接有摆锤；所述主控电脑、电源及探测装置均固定于偏重盘两侧的 重心 位置 。本发明结构简单、制造容易、安全可靠且可大大提高行走速度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种星球表面探测器的球形行走装置，所述探测器包括高频接收机、主控电脑、电源及探测装置，其特征在于，所述星球表面探测器的球形行走装置设置有球形外罩、主轴、偏重盘、行走控制装置及转向控制装置，所述球形外罩由大小及形状相同的半球形外罩一及半球形外罩二嵌合组成，半球形外罩一及半球形外罩二内侧中部分别设置有固定槽一及固定槽二；所述主轴的两端分别固定于固定槽一及固定槽二内，主轴中部通过轴承与偏重盘中部活动连接；所述偏重盘呈圆盘形，偏重盘的直径小于球形外罩的直径；所述行走控制装置设置有电机一、皮带一及皮带轮一，皮带轮一固定于主轴上，电机一固定于偏重盘上，电机一通过皮带一与主轴上的皮带轮一活动连接；所述转向控制装置设置有转向控制舱、电机二及摆锤，电机二固定于转向控制舱上部的一侧，偏重盘的重心位置设置有摆锤活动的转向控制舱，电机二的传动轮上固定连接有摆锤；所述主控电脑、电源及探测装置均固定于偏重盘两侧的重心位置，高频接收机固定于偏重盘的顶端； |
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| 说明书全文 | 星球表面探测器的球形行走装置技术领域[0001] 本发明涉及一种航天探测器技术领域，特别是涉及一种星球表面探测器的球形行走装置。 背景技术[0002] 目前航天领域中在星球上运行的探测器基本上是固定于下方安装有多个转轮的基座上端，由转轮实现探测器在星球表面行走，使得探测器在星球表面上不同位置进行探测或取材。然而，探测器固定于基座的上方，不仅使得探测器上的设备、仪器及驱动装置均裸露在外而易受星球表面恶劣环境的破坏；而且探测器在行走过程中若遇到不平坦的路面时容易出现翻车事故，因为探测器侧翻后则不能继续工作，从而导致探测器被报废；同时探测器依靠转轮在星球表面上恶劣的环境中行走需要保持较低的速度，通常是在一年的时间内探测器行走的路程也只有一公里左右。 发明内容[0003] 本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、制造容易、安全可靠且可大大提高行走速度的星球表面探测器的球形行走装置。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供的一种星球表面探测器的球形行走装置，所述探测器包括高频接收机、主控电脑、电源及探测装置，所述星球表面探测器的球形行走装置设置有球形外罩、主轴、偏重盘、行走控制装置及转向控制装置，所述球形外罩由大小及形状相同的半球形外罩一及半球形外罩二嵌合组成，半球形外罩一及半球形外罩二内侧中部分别设置有固定槽一及固定槽二；所述主轴的两端分别固定于固定槽一及固定槽二内，主轴中部通过轴承与偏重盘中部活动连接；所述偏重盘呈圆盘形，偏重盘的直径小于球形外罩的直径；所述行走控制装置设置有电机一、皮带一及皮带轮一，皮带轮一固定于主轴上，电机一固定于偏重盘上，电机一通过皮带一与主轴上的皮带轮一活动连接；所述转向控制装置设置有转向控制舱、电机二及摆锤，电机二固定于转向控制舱上部的一侧，偏重盘的重心位置设置有摆锤活动的转向控制舱，电机二的传动轮上固定连接有摆锤；所述主控电脑、电源及探测装置均固定于偏重盘两侧的重心位置，高频接收机固定于偏重盘的顶端； [0005] 所述电源为型号是MMRTG的放射性同位素热电机，所述电源与高频接收装置、探测装置、主控电脑、电机一及电机二电连接，主控电脑分别与高频接收装置、探测装置、电机一及电机二电连接。 [0008] 本发明有益效果是：本发明的星球表面探测器的球形行走装置结构简单，安装容易；由于本发明整体呈球形而使得整个球形行走装置避免了遇到不平路面或恶劣环境而导致易颠覆的问题，可很好地保证了整个探测器的安全运动；又因为探测器上的设备、仪器及驱动装置位于球罩内被包裹而得到较好地保护，从根本上消除了星球表面的恶劣环境对探测器上的设备、仪器及驱动装置的侵害；同时本发明的球形行走装置由行走控制装置及转向控制装置的配合可实现在星球表面上向任何方向滚动行走，而且滚动方式前进的速度比依靠基座下端的转轮行走可以提高很多。 附图说明[0010] 图1是本发明的外部结构示意图； [0011] 图2是本发明的内部结构示意图； [0012] 图3是本发明的行走控制装置结构示意图； [0013] 图4是本发明的转向控制装置结构示意图。 [0014] 图中：1、高频接收机，2、主控电脑，3、电源，4、探测装置，5、球形外罩，6、主轴，7、偏重盘，8、行走控制装置，9、转向控制装置，10、半球形外罩一，11、半球形外罩二，12、固定槽一，13、固定槽二，14、探测口，15、电机一，16、电机二，17、皮带一，18、皮带轮一，19、轴承，20、摆锤，21、转向控制舱，22、连杆，23、重锤。 具体实施方式[0015] 如图1及图2所示，本实施例的星球表面探测器包括高频接收机1、主控电脑2、电源3及探测装置4，球形行走装置设置有球形外罩5、主轴6、偏重盘7、行走控制装置8及转向控制装置9，球形外罩5由大小及形状相同的半球形外罩一10及半球形外罩二11嵌合组成，球形外罩5对探测器上的设备、仪器及驱动装置能起到较好的保护，半球形外罩一10及半球形外罩二11内侧中部分别设置有固定槽一12及固定槽二13，主轴6的两端分别固定于固定槽一12及固定槽二13内，主轴6中部通过轴承19与偏重盘7中部活动连接。偏重盘7的外形呈圆盘形且重心位于下端，偏重盘7的直径小于球形外罩5的直径。球形外罩5上位于主轴6下方的表面上设置有两个探测口14，探测口14为球形外罩5上安装有可自动打开的活动板，探测装置4上安装有能伸出探测口14的机械臂，从而实现探测装置4对星球表面物体的测试或取材。球形外罩5的表面上均匀设置有防滑纹路，球形外罩5上的防滑纹路有利于增加球形行走装置与星球表面的摩擦力而便于球形行走装置安全行驶。 [0016] 主控电脑2、电源3及探测装置4均固定于偏重盘7两侧的重心位置，偏重盘7自身的重心及主控电脑2、电源3及探测装置4的重量重叠在一起便于球形行走装置内的重心始终位于主轴6的正下方，从而保证了球形行走控制装置8在电机一15的驱动下保持直线方向上的行驶。 [0017] 高频接收机1固定于偏重盘7的顶端的顶端，电源3为型号是MMRTG的放射性同位素热电机，电源3与高频接收装置1、探测装置4、主控电脑2、电机一15及电机二16电连接，主控电脑2分别与高频接收装置1、探测装置4、电机一15及电机二16电连接。在实际操作中，通常由地面站通过发射电磁波发送无线电信号指令，用通信中继卫星将无线电信号指令转发到航天器上再由高频接收机1接收并输入主控电脑2，主控电脑2将收到的无线电信号指令载入到探测软件中加工处理后将信号指令传给探测装置4、电机一15及电机二16执行。 [0018] 如图3所示，行走控制装置8设置有电机一15、皮带一17及皮带轮一18，皮带轮一18固定于主轴6上，电机一固定于偏重盘7上，电机一通过皮带一与主轴6上的皮带轮一18活动连接。电机一15通过皮带一17带动主轴6上的皮带轮一18的转动从而实现了偏重盘7的重心在主轴6中心正下方向前或向后移动，因此导致整个球形行走装置向前或向后滚动即实现了整个球形行走装置向前或向后的行走。 [0019] 如图4所示，转向控制装置9设置有电机二16及摆锤20，电机二16固定于转向控制舱21上部的一侧，偏重盘7的重心位置设置有摆锤20活动的转向控制舱21，电机二16的传动轮上固定连接有摆锤20。转向控制舱21呈摆锤20能通过的长方形且与主轴6垂直，转向控制舱21的长度小于偏重盘7的半径；摆锤20设置有连杆22及重锤23，连杆22的一端与电机二16上的传动轮由销栓固定连接，连杆22的另一端与重锤23焊接固定。由于摆锤20在电机二16的带动下可实现摆锤20在转身控制舱21内向偏重盘7两侧移动，即实现了偏重盘7的重心不仅在电机一15带动下可以在主轴6正下方向前或向后移动而且还可以实现偏重盘7的重心沿主轴6的中心两侧移动，从而实现球形行走装置可向任何方向行走。球形行走装置呈球形避免了被颠覆的问题，可很好地保证整个探测器的安全运动，也从根本上消除了星球表面的恶劣环境对探测器上的设备、仪器及驱动装置的侵害，同时适当地加快球形行走装置在星球表面上的行走速度也不影响整个探测器的安全。 |
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