一種具有越障功能的火星探測車的製作方法

2024-02-06 00:41:15 1

本發明涉及外太空探索技術領域，特別涉及一種具有越障功能的火星探測車。

背景技術：

火星探測車是一種人造的為了探索火星並能在其表面行駛和進行考察的車輛，傳統的火星探測車大多為六輪式的，輪式車輛在布滿巖石的地方越障能力較差，容易陷到石頭縫裡，一旦探測車被困住後就等於探測車失去了移動能力，探測任務就會失敗，所以急需一種越障能力較強的探測車。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種具有越障功能的火星探測車，本發明通過設置兩個分開的底板可以控制左右輪距，增加了探測車在火星上行走的穩定性；每個行走單元都可以獨立行走，獨立轉向，且具備減震功能，具有較好的操作性和靈活性。

本發明所使用的技術方案是：一種具有越障功能的火星探測車，包括底板、第一伺服電機、行走單元、打孔固定單元、攝像頭、第一電缸、第一鉸支座、第五電缸，其特徵在於：所述的底板是一塊長方形平板，底板設有兩塊，每個底板上方都安裝有一個第一伺服電機，第一伺服電機的電機軸上安裝有第一鉸支座，兩個第一鉸支座之間通過第一電缸連接起來，每個第一鉸支座的內側都安裝有一個第五電缸，其中一個第五電缸的活塞杆與第一電缸的缸體下側鉸接連接，另外一個第五電缸的活塞杆端部與第一電缸的伸縮杆下側鉸接；在每個底板的外側兩個角下方都安裝有兩個行走單元，所述的行走單元包括第四伺服電機、上平行板、平行支架、螺旋彈簧、下平行板、第五伺服電機、輪架、第六伺服電機、車輪、第二鉸支座，所述的第四伺服電機固定在底板下方，第四伺服電機的電機軸下部安裝有上平行板，上平行板下部鉸接安裝有兩個平行支架，兩個平行支架下部安裝有下平行板，下平行板的下部安裝有第五伺服電機，第五伺服電機的電機軸下方安裝有輪架，輪架中安裝有車輪，車輪由第六伺服電機驅動，第六伺服電機安裝在輪架側面；所述的螺旋彈簧上端部與一個平行支架上部的銷軸鉸接，所述的螺旋彈簧下端部與另外一個平行支架下部的銷軸鉸接；在每個底板的外側都安裝有兩個打孔固定單元，所述的打孔固定單元包括第一轉動關節、第二電缸、第二轉動關節、第三電缸、第二伺服電機、雙輸出杆電缸、第三伺服電機、鑽頭、第二鉸支座、彈簧片、漲開半圓板、半圓環稜、第四電缸、梯形塊，所述的第一轉動關節與底板固定連接，第一轉動關節的轉動部分與第二電缸的伸縮杆固定連接，第一轉動關節的轉動方向為上下方向，第二電缸的缸體後端部安裝有一個第二轉動關節，第二轉動關節的轉動部分第三電缸的伸縮杆固定連接，第二轉動關節為水平轉動方向，第三電缸的缸體後端部安裝有第二伺服電機，第二伺服電機的電機軸上安裝有雙輸出杆電缸，所述的雙輸出杆電缸具有兩個伸縮杆，其中一個伸縮杆端部安裝有第三伺服電機，第三伺服電機的電機軸上安裝有鑽頭，另外一個伸縮杆的端部安裝有兩個第二鉸支座，每個第二鉸支座的外側都安裝有一個彈簧片，每個第二鉸支座上還鉸接安裝有一個漲開半圓板，所述的漲開半圓板為半圓管形狀，漲開半圓板上設有若干半圓環稜，漲開半圓板的內側設有一個三角形固定塊，兩個第二鉸支座中間設有一個第四電缸，第四電缸的伸縮杆端部設有梯形塊，梯形塊的兩側與三角形的斜面滑動配合，彈簧片的端部與漲開半圓板的外側接觸並產生一定的壓力，使兩個漲開半圓板相互靠攏。

本發明有益效果：

1.本發明通過設置兩個分開的底板可以控制左右輪距，增加了探測車在火星上行走的穩定性。

2.每個行走單元都可以獨立行走，獨立轉向，且具備減震功能，具有較好的操作性和靈活性。

3.通過打孔固定單元可以先打孔，再通過漲開半圓板在巖石孔中撐開並固定，配合兩個第五電缸、兩個第一伺服電機、第一電缸可以使另個底板在巖石上不斷向前移動，提高了探測車的越障能力。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為本發明的第五電缸安裝示意圖。

圖3為本發明的打孔固定單元示意圖。

圖4為本發明的漲開半圓板安裝示意圖。

圖5為本發明的行走單元結構示意圖。

附圖標號：1-底板；2-第一伺服電機；3-行走單元；4-打孔固定單元；5-攝像頭；6-第一電缸；7-第一鉸支座；8-第五電缸；301-第四伺服電機；302-上平行板；303-平行支架；304-螺旋彈簧；305-下平行板；306-第五伺服電機；307-輪架；308-第六伺服電機；309-車輪；401-第一轉動關節；402-第二電缸；403-第二轉動關節；404-第三電缸；405-第二伺服電機；407-雙輸出杆電缸；408-第三伺服電機；409-鑽頭；410-第二鉸支座；411-彈簧片；412-漲開半圓板；413-半圓環稜；414-第四電缸；415-梯形塊。

具體實施方式

下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。

實施例

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，一種具有越障功能的火星探測車，包括底板1、第一伺服電機2、行走單元3、打孔固定單元4、攝像頭5、第一電缸6、第一鉸支座7、第五電缸8，其特徵在於：所述的底板1是一塊長方形平板，底板1設有兩塊，每個底板1上方都安裝有一個第一伺服電機2，第一伺服電機2的電機軸上安裝有第一鉸支座7，兩個第一鉸支座7之間通過第一電缸6連接起來，每個第一鉸支座7的內側都安裝有一個第五電缸8，其中一個第五電缸8的活塞杆與第一電缸6的缸體下側鉸接連接，另外一個第五電缸8的活塞杆端部與第一電缸6的伸縮杆下側鉸接；在每個底板1的外側兩個角下方都安裝有兩個行走單元3，所述的行走單元3包括第四伺服電機301、上平行板302、平行支架303、螺旋彈簧304、下平行板305、第五伺服電機306、輪架307、第六伺服電機308、車輪309、第二鉸支座410，所述的第四伺服電機301固定在底板1下方，第四伺服電機301的電機軸下部安裝有上平行板302，上平行板302下部鉸接安裝有兩個平行支架303，兩個平行支架303下部安裝有下平行板305，下平行板305的下部安裝有第五伺服電機306，第五伺服電機306的電機軸下方安裝有輪架307，輪架307中安裝有車輪309，車輪309由第六伺服電機308驅動，第六伺服電機308安裝在輪架307側面；所述的螺旋彈簧304上端部與一個平行支架303上部的銷軸鉸接，所述的螺旋彈簧304下端部與另外一個平行支架303下部的銷軸鉸接；在每個底板1的外側都安裝有兩個打孔固定單元4，所述的打孔固定單元4包括第一轉動關節401、第二電缸402、第二轉動關節403、第三電缸404、第二伺服電機405、雙輸出杆電缸407、第三伺服電機408、鑽頭409、第二鉸支座410、彈簧片411、漲開半圓板412、半圓環稜413、第四電缸414、梯形塊415，所述的第一轉動關節401與底板1固定連接，第一轉動關節401的轉動部分與第二電缸402的伸縮杆固定連接，第一轉動關節401的轉動方向為上下方向，第二電缸402的缸體後端部安裝有一個第二轉動關節403，第二轉動關節403的轉動部分第三電缸404的伸縮杆固定連接，第二轉動關節403為水平轉動方向，第三電缸404的缸體後端部安裝有第二伺服電機405，第二伺服電機405的電機軸上安裝有雙輸出杆電缸407，所述的雙輸出杆電缸407具有兩個伸縮杆，其中一個伸縮杆端部安裝有第三伺服電機408，第三伺服電機408的電機軸上安裝有鑽頭409，另外一個伸縮杆的端部安裝有兩個第二鉸支座410，每個第二鉸支座410的外側都安裝有一個彈簧片411，每個第二鉸支座410上還鉸接安裝有一個漲開半圓板412，所述的漲開半圓板412為半圓管形狀，漲開半圓板412上設有若干半圓環稜413，漲開半圓板412的內側設有一個三角形固定塊，兩個第二鉸支座410中間設有一個第四電缸414，第四電缸414的伸縮杆端部設有梯形塊415，梯形塊415的兩側與三角形的斜面滑動配合，彈簧片411的端部與漲開半圓板412的外側接觸並產生一定的壓力，使兩個漲開半圓板412相互靠攏。

本發明工作原理：本發明在平地上通過四個行走單元3在火星上行走，每個行走單元3通過第四伺服電機301控制上平行板302轉動，通過第五伺服電機306控制輪架307轉動，螺旋彈簧304可以減震，通過第六伺服電機308控制車輪309轉動，攝像頭5採集地面信息，當探測車在火星表面上遇到巖石等障礙物時無法用車輪309行走時則通過底板1上的打孔固定單元4在地面上打孔，具體方法如下：交替使用每個底板1上的兩個打孔固定單元4在巖石上打孔，首先第一轉動關節401、第二轉動關節403、第二電缸402、第三電缸404聯動使鑽頭409移動到巖石上方，下一步雙輸出杆電缸407控制鑽頭409下行並啟動第三伺服電機408，使鑽頭409在巖石上打孔，打完孔後鑽頭409退出，下一步第二伺服電機405帶動雙輸出杆電缸407旋轉180度，下一步雙輸出杆電缸407控制兩個漲開半圓板412鑽進之前打好的孔中，下一步第四電缸414收縮並帶動梯形塊415向內移動，梯形塊415使兩個漲開半圓板412張開，兩個漲開半圓板412通過半圓環稜413與巖石孔接觸並固定，下一步兩個第五電缸8、兩個第一伺服電機2、第一電缸6聯動使另外一個底板1抬起並向前移動一段距離，待該底板1落地後則前兩個負責打孔的打孔固定單元4的漲開半圓板412從巖石孔中退出，下一步另外兩個打孔固定單元4打孔並固定在巖石上，如此交替進行使兩個底板1不斷在巖石上移動，直到再次回到平地上，回到平地後再次通過車輪309行走。