专利名称：太阳能登月小车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能登月车。
背景技术：
月球作为地球唯一的天然卫星，与地球的关系甚为密切，登月计划作为各国航天计划的一部分，其对于整个太空的意义同样非常重大，月球车也就是所说的月球探测远程控制机器人，作为在月球表行驶并对月球考察和收集分析样品的专用车辆，其所具有的性能也直接影响到整个探测的结果和效率，现有的月球车分为无人驾驶和有人驾驶月球车两种，无人驾驶由轮式底盘和仪器舱组成，用太阳能电池和蓄电池联合供电，这类月球车的行驶是靠地面遥控指令控制的；有人驾驶的月球车是由宇航员驾驶在月球表面上行走的车， 主要用于扩大宇航员的活动范围和减少体力消耗，可随时存放宇航员采集的岩石和土壤标本，这类月球车的每个轮子各由一台发动机驱动，靠蓄电池提供动力，轮胎在低温下仍可保持弹性，宇航员操纵手柄驾驶月球车，可向前、向后、转弯和爬坡，相对于无人驾驶的月球车来说，有人驾驶的月球车工作似乎更广泛一些，性能也更优异，但是由于涉及人员在月球表面的工作展开，各个方面要求也相应提高，从人员的训练、成本的支出、安全性能各个角度来看，都会面临较大压力，加之还有许多不可预测的未知情况，所以无人驾驶的月球车事实上也被广泛的采用，而目前的无人驾驶月球车虽然在这些方面相对有人驾驶月球车有一些优势，但是在实际操作的探测行驶过程中如果遇到地形复杂等情况，会比较难处理，通常的方法是绕开障碍物。
发明内容本实用新型所要解决的问题在于克服现有无人驾驶月球车存在的上述不足，提供一种能够灵活应对数据采集过程中所遇到的复杂地况的太阳能月球车，其所要解决的技术问题可以通过以下方案来实施。一种太阳能登月车，包括车体上壳和车体下壳及所构成空间内部的登月车控制中心与储能电池，雷达天线，太阳能电池板，视觉识别模块，侧架一，侧架二，运动马达，车轮， 转向马达，机械臂，机械钳，智能升降机构，岩层钻探机构。进一步，所述太阳能电池板为折叠式，并可折叠入登月车内部，太阳能电池板所收集的能源能储存在储能电池内，供登月车工作使用。所述机械臂有两个，且都为四轴，共同工作完成探测及采样需求。所述岩层钻探机构为智能控制，能达到深层采样的目的，机械臂、机械钳和岩层钻探机构共同组成登月车采样钻探模块。视觉识别模块分两部分，视觉识别模块一为三轴结构，能360°自由转动及折叠，视觉识别模块二装在车体下壳前端。运动系统为六轮，每轮均由独立运动马达控制其运动，每轮上端均装有独立转向马达控制其转向。侧架一和侧架二为销钉连接，侧架二能绕轴在侧架一上转动。智能升降机构能在登月车侧翻及车轮被障碍物卡死时智能升降，达到自救的目的。雷达天线装在车体下壳尾部，由四轴构成，可360°自由转动。每个车轮上装有电子液压减震器，由控制中心控制，遇到障碍物时能够自动升降。采用该技术方案的太阳能月球车，可以实现在复杂环境和不可预知的月球探测状况下，实现登月车高效的越障碍能力和采样能力，达到对月球表面充分而准确的探测的目的。
图1是本发明一种结构示意图图2是本登月车的主视图图3是本登月车的俯视图图4是本登月车的左视图图5是本登月车的岩层钻探机构示意图图6是本登月车的智能升降机构示意图具体实施方法如图1和图2所示的太阳能登月车，包括车体下壳[3]、车体上壳[8]、雷达天线 [7]、太阳能电池板[2]、智能升降机构[1]、岩层钻探机构[6]、视觉识别模块一 [9]、视觉识别模块二 [10]、侧架一 [19]、侧架二 [21]、转向板[16]、电子液压减震器[20]、平行连杆 [12]、转向马达[17]、运动马达[11]、轮毂[13]、轮胎[18]、机械臂[15]、机械钳[14]等功能部件。控制中心[5](在车体上壳[8]和车体下壳[3]围成空间内)用于整个登月车的智能化、自动化的操作，在后台处理各种传感器的反馈信息，最后决定登月车如何来执行操作。雷达天线[7]与地球总控制中心保持联系，实时传送各项探测数据。由地面控制中心对登月车进行遥控控制。雷达天线为四轴结构，能360°自由转动，以达到最好的接收及传送数据效果。太阳能电池板[2]、储能电池W](整合在控制中心内)共同构成登月车的能源供给系统，为月球车的各项功能活动供给能量；太阳能电池板[2]装在登月车两侧，每侧为四板结构，板和板之间为销钉连接，达到折叠翻转的功能。当登月车行进在不同的地势角度时太阳能电池板[2]可自由调整与光线的夹角，达到最大限度获得能量的功能。登月车装有两处视觉识别模块，视觉识别模块一 [9]为三轴结构，能360°自由运动，能折叠入车内。这种结构使视觉识别模块一 [9]能全方位探测到月球表面地况，扩大视野，获得更多的环境信息。视觉识别模块二 [10]装在车体下壳前方，内部设有主照明系统， 可用于登月车行进过程中的照明并配合视觉识别模块一 [9]共同协调控制登月车的主要行驶轨迹。同时视觉识别模块一 [9]和视觉识别模块二 [10]还用于协调两个机械臂的抓取采样动作，使之能准确的采集样本。位于车体下壳下前方的两个机械臂[15]和机械钳[14]，采用四轴结构，高度自由，能灵活伸展到空间范围内的指定点，通过机械钳实现登月车的采样和简单修理功能。同时，岩层钻探机构[6]能够对月球深层进行钻探采样，并对采集的样本进行分析检测。如图5，岩层钻探机构[6]包括钻头W-1]、固定平台W-2]、转动电机W-3]、固定导柱[6-4]、钻探管[6-5]、钻探管传送平台W-6]。工作步骤1、首先整个岩层钻探机构[6] 向下运动直到接触月球表面；2、转动电机[6-3]转动并沿着导柱[6-4]向下运动，钻头接触月球表面并逐渐向下深入；3、当转动电机[6-3]到达固定平台[6-2]后，开始反转，并使钻探管[6-5]与转动电机[6-3]脱离；4、随后转动电机[6-3]向上运动，到达顶端后开始在导柱[6-4]上转动，使转动电机[6-3]与下一个钻探管[6-5]接触；5、然后转动电机[6_3]转动并使钻探管[6-5]固定其上，接着转动电机[6-3]带着钻探管[6-5]在导柱[6-4]上反向转动，与前一个钻探管[6-5]接触，并旋入其中。接着循环步骤2 5，直到钻到要求深度，开始采样。登月车运动系统由侧架一 [19]、侧架二 [21]、转向板[16]、电子液压减震器[20]、 平行连杆[12]、转向马达[17]、运动马达[11]、轮毂[13]、轮胎[18]等组成。在行进过程中六个独立运动马达[11]分别控制每个车轮的前进和后退。六个独立的转向马达[17]分别控制每个车轮的转向。在遇到障碍物时，车轮上的压力传感器会将压力信息传到控制中心，控制中心自动调节电子液压减震器[20]的升降，以实现前后左右车体的始终水平，在升降过程中，平行连杆[12]保证车轮轴线与转向板平面始终垂直，使行进平稳。在遇到较大障碍物时，不仅电子液压减震器[20]工作，侧架二 [21]也绕轴在侧架一 [19]上发生相对转动，以越过障碍物。运动系统的整体协调工作可实现登月车在复杂路面的平稳行进。智能升降系统[1]能够在登月车侧翻及车轮被障碍物缠绕卡死的情况下进行智能升降，达到自救的目的。其结构包括主转动轴[1-1]固定在登月车上，滑动杆[1-2]固定在主转动轴[1-1]上，能绕轴转动。滑动套[1-3]套在滑动杆[1-2]上，其另一端连接副转动轴[1-4]，转动盘[1-5]固定在升降套[1-8]上，可绕副转动轴[1-4]转动，升降轴[1-7] 套在升降套[1-8]内面，可进行智能升降作业，升降轴[1-7]与撑地圆盘[1-6]可通过轴转动。上诉结构部件综合工作，实现在紧急情况下的自救。当登月车在月球表面着陆后，地面控制中心发出任务指令，车载的主控制器接收指令后开始运行。登月车上的太阳能电池板折叠展开，开始工作接收太阳能。视觉识别模块开始工作，对周围环境进行扫描捕捉，通过雷达天线将信息传送给地面控制中心，地面控制中心作出反应，决定登月车行驶方向。在行驶过程中，不断对周围环境进行扫描拍照，将信息不断传给地面控制中心，地面控制中心作出反应，决定采样地点。随后登月车自动开往采样地点，行进过程中运动系统自动调节车体平衡。若行进过程中，登月车侧翻或车轮被障碍物卡死，智能升降机构能够对所处环境作出反应，进行升降，使登月车摆脱困境，达到自救的目的。到达采样地后，机械臂和机械钳开始工作，将采集到的土壤、岩石标本放入控制中心的样品检测区进行分析检测，同时，岩层钻探机构降到月球表面，并对月球表面进行钻探，将月球深层的样本采集，送到检测区进行分析检测。通过登月车上的复合传感器，能测出月球的磁场、不同时段的月球表面温度、月球表面及深层的元素组成、重力场等基本物理与化学数据。该月球车通过整体个功能部件的协调运作，以实现对月球表面更全面的探测。
权利要求1.一种太阳能登月车，其特征在于在车体下壳和车体上壳所构成的空间内放置控制中心，雷达天线装在车体下壳尾部，为四轴结构，可360°自由转动，太阳能电池板位于车身两侧，每侧由四块板构成，可折叠至车身内部，并将接收的能量储存于蓄电池中，智能升降机构装在登月车两侧，视觉识别模块一为三轴结构，可360°自由转动及折叠，视觉识别模块二装在登月车前部，还包括采样钻探模块，该采样钻探模块包括机械臂和岩层钻探机构。
2.根据权利要求1所述的太阳能登月车，其特征在于运动系统为六轮，每轮均由独立运动马达控制其运动，每轮上端均装有独立转向马达控制其转向，侧架一和侧架二为销钉连接，侧架二能绕轴在侧架一上转动。
3.根据权利要求1所述的太阳能登月车，其特征在于每个车轮上装有电子液压减震器，由控制中心控制，遇到障碍物时能够自动升降。
专利摘要本实用新型涉及一种太阳能登月车，由车体下壳[3]和车体上壳[8]所构成的空间放置登月车控制中心[5]。雷达天线[7]装在车体下壳尾部，由四轴构成，可360°自由转动。太阳能电池板[2]分别位于车身两侧，每侧由四块板构成，可折叠至车身内部，接收能量储存于蓄电池[4]中。智能升降机构[1]用于登月车在特殊情况下，如侧翻、车轮被障碍物卡死等情况下的自救。视觉识别模块一[9]由三轴构成，可360°自由转动。视觉识别模块二[10]装在登月车前部，与视觉识别模块一[9]配合工作。登月车通过转向马达[17]实现运动转向。机械臂[15]、机械钳[14]、岩层钻探机构[6]共同组成登月车采样钻探模块，机械臂[15]由四轴构成。
文档编号B64G1/16GK202175203SQ20102065803
公开日2012年3月28日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者但斌斌, 容芷君, 张胜, 熊凌 申请人:武汉科技大学