專利名稱：串聯(lián)式月球車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航天技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種月球車。
背景技術(shù)：
傳說(shuō)，月亮上有座廣寒宮，嫦娥姐姐就住在里面，只有一只可愛的小白兔陪伴著她渡過(guò)每一個(gè)寂寞的夜晚。許多人都?jí)粝肷显铝烈挥?，順道拜?huì)嫦娥。1969年美國(guó)人登上月球表面，發(fā)現(xiàn)除了砂子和石頭，什么也沒(méi)有，環(huán)境極其惡劣。在這樣的自然條件下尋找廣寒宮和嫦娥談何容易。而且，現(xiàn)在月球上使用的交通工具只有一種叫月球車的東西，其實(shí)就是幾個(gè)輪子載著一個(gè)大箱子在月球表面慢慢蠕動(dòng)。如果嫦娥知道了地球來(lái)客使用的交通工具如此不給力，大美女一定會(huì)很失望?，F(xiàn)有月球車的一個(gè)缺點(diǎn)是，為了適應(yīng)惡劣的自然環(huán)境，犧牲了行駛速度，現(xiàn)有月球車都很慢；另一個(gè)缺點(diǎn)，幾個(gè)車輪中只要壞了一個(gè)，整個(gè)月球車就基本不能動(dòng)彈了，一次月球旅行也就此結(jié)束，月亮上是沒(méi)有路邊修車行的。所以，開發(fā)一種行駛速度快，車輪系統(tǒng)更持久的月球車是時(shí)之所需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)實(shí)需要和現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種月球車，能快速行駛，車輪系統(tǒng)更持久，能翻越較高障礙，也能在非常松軟的細(xì)砂、塵土地帶行駛。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案是一種串聯(lián)式月球車。所述一種串聯(lián)式月球車由兩個(gè)或者兩個(gè)以上橢球形機(jī)器人串聯(lián)組成(如圖1)。橢球形機(jī)器人由球殼、球體、中心軸、動(dòng)力系統(tǒng)、機(jī)械手、圓盤、角度調(diào)控器和外置設(shè)備組成(如圖2)。球殼是橢球形，包裹著球體；球殼的側(cè)視圖是圓形，球殼的后視圖是橢圓形，即橢球形球殼的三個(gè)半徑a、b、c滿足a>b = c ；動(dòng)力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子固定在球殼內(nèi)側(cè)。橢球形球殼有三個(gè)作用其一，包裹、保護(hù)球體，減少外部惡劣環(huán)境對(duì)球體影響；其二，充當(dāng)橢球形機(jī)器人的車輪，可在地面快速滾動(dòng)，當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子以中心軸為軸，圍繞著球體轉(zhuǎn)動(dòng)，而轉(zhuǎn)子是固定在球殼內(nèi)側(cè)的，球殼也和轉(zhuǎn)子一起圍繞著球體轉(zhuǎn)動(dòng)，這種轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)外表現(xiàn)為球殼順著地面滾動(dòng)，從而使整個(gè)橢球形機(jī)器人向前移動(dòng)；其三，橢球形機(jī)器人的球殼由于包裹著球體，相當(dāng)于一個(gè)大車輪，比現(xiàn)有普通月球車的車輪要大很多，與地面接觸面積要大很多， 這使得橢球形機(jī)器人能夠在非常松軟的細(xì)砂、塵土地帶行駛。球體是橢球形機(jī)器人的主體，被包裹在球殼內(nèi)，橢球形機(jī)器人的大多設(shè)備都是其組成部分，包括控制系統(tǒng)、蓄電池和其它科學(xué)設(shè)備。球體的質(zhì)量占整個(gè)橢球形機(jī)器人的大部分，球體的重心低于中心軸以保證不易翻車。這樣，整個(gè)橢球形機(jī)器人就象一個(gè)不倒翁，保持穩(wěn)定狀態(tài)，球體的重心低于中心軸，而且越低越好。
中心軸和球體固定在一起，中心軸與球殼有兩個(gè)連接點(diǎn)，球殼通過(guò)這兩個(gè)連接點(diǎn)以中心軸為軸圍繞球體轉(zhuǎn)動(dòng)，中心軸兩端延伸到球殼之外，中心軸兩端各安裝有一個(gè)機(jī)械手。動(dòng)力系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)，由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。定子固定在球體上；轉(zhuǎn)子固定在球殼上。當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子以中心軸為軸，圍繞球體轉(zhuǎn)動(dòng)，而轉(zhuǎn)子固定在球殼內(nèi)側(cè)，球殼也和轉(zhuǎn)子一起圍繞著球體轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)力系統(tǒng)也可以采用直線電動(dòng)機(jī)，同樣，定子固定在球體上，轉(zhuǎn)子固定在球殼上(如圖3)。機(jī)械手共有兩只，安裝在中心軸的兩端，機(jī)械手用來(lái)連接相鄰的橢球形機(jī)器人，當(dāng)兩只機(jī)械手分別夾住相鄰橢球形機(jī)器人中心軸的一端時(shí)，兩個(gè)橢球形機(jī)器人就固定在一起，組成為一輛串聯(lián)式月球車。機(jī)械手的手臂長(zhǎng)度可以受控調(diào)節(jié)。圓盤(如圖4)固定在中心軸上。圓盤有兩個(gè)作用其一，固定角度調(diào)控器；其二， 固定外置設(shè)備。角度調(diào)控器能以中心軸為軸轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度，用來(lái)調(diào)控機(jī)械手的角度。角度調(diào)控器固定在圓盤上外置設(shè)備是必須置于球體外的設(shè)備，包括太陽(yáng)能電池、橢球形機(jī)器人的眼睛系統(tǒng)、 外置天線等設(shè)備。外置設(shè)備固定在圓盤上。串聯(lián)式月球車的連接。串聯(lián)式月球車有兩種連接方式其一，后一個(gè)橢球形機(jī)器人的兩只機(jī)械手分別夾住前一個(gè)橢球形機(jī)器人的中心軸的一端，兩個(gè)橢球形機(jī)器人就固定在一起，如此類推，多個(gè)橢球形機(jī)器人固定在一起，組成為一輛串聯(lián)式月球車；其二，前一個(gè)橢球形機(jī)器人的兩只機(jī)械手分別夾住后一個(gè)橢球形機(jī)器人的中心軸的一端，兩個(gè)橢球形機(jī)器人就固定在一起，如此類推，多個(gè)橢球形機(jī)器人串聯(lián)固定在一起，組成為一輛串聯(lián)式月球車。串聯(lián)式月球車的行駛。球殼充當(dāng)橢球形機(jī)器人的車輪，可在地面快速滾動(dòng)；當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子以中心軸為軸，圍繞著球體轉(zhuǎn)動(dòng)，而轉(zhuǎn)子是固定在球殼內(nèi)側(cè)的，球殼也和轉(zhuǎn)子一起圍繞著球體轉(zhuǎn)動(dòng)，這種轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)外表現(xiàn)為球殼順著地面滾動(dòng)，從而使整個(gè)橢球形機(jī)器人向前移動(dòng)。串聯(lián)式月球車的每一個(gè)橢球形機(jī)器人都有自己的動(dòng)力系統(tǒng)，但所有橢球形機(jī)器人是串聯(lián)固定在一起的，這就需要串聯(lián)式月球車的控制系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)節(jié)每一個(gè)橢球形機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)所有橢球形機(jī)器人按控制系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)節(jié)一齊向前滾動(dòng)。串聯(lián)式月球車的轉(zhuǎn)彎。調(diào)節(jié)連接第一個(gè)橢球形機(jī)器人與第二個(gè)橢球形機(jī)器人之間的機(jī)械手手臂的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)式月球車的轉(zhuǎn)彎。調(diào)節(jié)連接第一個(gè)橢球形機(jī)器人與第二個(gè)橢球形機(jī)器人之間的機(jī)械手長(zhǎng)度，使左手臂的長(zhǎng)度小于右手臂，實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎；調(diào)節(jié)連接第一個(gè)橢球形機(jī)器人與第二個(gè)橢球形機(jī)器人之間的機(jī)械手長(zhǎng)度，使右手臂的長(zhǎng)度小于左手臂， 實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)彎。串聯(lián)式月球車翻越較高障礙。由于橢球形機(jī)器人的球殼相當(dāng)于一個(gè)大車輪，比現(xiàn)有普通月球車的車輪要大很多，所以對(duì)于較低的障礙，串聯(lián)式月球車可以正常翻越，無(wú)需特殊處理。但當(dāng)障礙超過(guò)橢球形機(jī)器人的高度的一半時(shí)，就需要作專門處理，處理方法是，第二個(gè)橢球形機(jī)器人調(diào)節(jié)角度調(diào)控器，把第一個(gè)橢球形機(jī)器人舉起來(lái)，然后，串聯(lián)式月球車慢慢向前推進(jìn)，使第一個(gè)橢球形機(jī)器人翻越障礙，之后，使用同樣方法抬起第二個(gè)橢球形機(jī)器人，使第二個(gè)橢球形機(jī)器人翻越障礙，如此，使所有橢球形機(jī)器人翻越障礙。
串聯(lián)式月球車對(duì)無(wú)價(jià)值的橢球形機(jī)器人拋棄。當(dāng)串聯(lián)式月球車的其中某個(gè)橢球形機(jī)器人已無(wú)存在價(jià)值時(shí)，機(jī)械手解開這個(gè)橢球形機(jī)器人與前一個(gè)橢球形機(jī)器人之間的連接，機(jī)械手解開這個(gè)橢球形機(jī)器人與后一個(gè)橢球形機(jī)器人之間的連接，拋棄這個(gè)橢球形機(jī)器人，然后前一個(gè)橢球形機(jī)器人和后一個(gè)橢球形機(jī)器人之間形成新的連接，這樣，串聯(lián)式月球車少了一個(gè)橢球形機(jī)器人，但不影響其它橢球形機(jī)器人工作。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)。其一，橢球形機(jī)器人外形是橢球形，相對(duì)其它形狀，它與外部環(huán)境接觸面積較小， 減少外部惡劣環(huán)境的影響。其二，球殼包裹著球體，保護(hù)球體少受外部惡劣環(huán)境影響。其三，橢球形機(jī)器人的球殼相當(dāng)于一個(gè)大輪子，與現(xiàn)有月球車的小輪子相比，速度方面更有優(yōu)勢(shì)。其四，橢球形機(jī)器人的球殼相當(dāng)于一個(gè)大輪子，與現(xiàn)有月球車的小輪子相比，與地面接觸面積要大很多，這使得橢球形機(jī)器人能夠在非常松軟的細(xì)砂地帶行駛。其五，橢球形機(jī)器人的球殼相當(dāng)于一個(gè)大輪子，與現(xiàn)有月球車的多個(gè)小輪子相比， 更易維護(hù)，因而車輪系統(tǒng)更持久。其六，串聯(lián)式月球車能翻越較高障礙。其七，串聯(lián)式月球車能對(duì)無(wú)價(jià)值的橢球形機(jī)器人拋棄，而不影響其它橢球形機(jī)器人的功能，有利于延長(zhǎng)串聯(lián)式月球車的壽命。其八，串聯(lián)式月球車結(jié)構(gòu)緊湊，有利于節(jié)省運(yùn)載火箭的空間。其九，串聯(lián)式月球車作機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的部件較少，有利于延長(zhǎng)串聯(lián)式月球車的壽命。本發(fā)明也可以用于火星或者其它星球，還可以用于地球沙漠地帶，冰雪地帶，沼澤地帶等惡劣的自然環(huán)境之中，從而體現(xiàn)出軍事價(jià)值。


圖1多個(gè)橢球形機(jī)器人串通組成串聯(lián)式月球車示意圖。圖2橢球形機(jī)器人后視圖。圖3使用直線電動(dòng)機(jī)的橢球形機(jī)器人示意圖。圖4橢球形機(jī)器人側(cè)視圖。參見圖1至圖4，1是球殼、2是球體、3是中心軸、4是動(dòng)力系統(tǒng)、5是機(jī)械手、6是圓盤、7是外置設(shè)備、8是角度調(diào)控器、9是后一個(gè)橢球形機(jī)器人的機(jī)械手。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。 實(shí)施列1串聯(lián)式月球車的行駛。 一輛由兩個(gè)橢球形機(jī)器人組成的串聯(lián)式月球車正在月球上一個(gè)細(xì)砂地帶行駛。它的動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)著兩個(gè)橢球形機(jī)器人的球殼在砂地上同步向前滾動(dòng)，從而使這輛串聯(lián)式月球車快速前行。 實(shí)施列2
串聯(lián)式月球車的轉(zhuǎn)彎。一輛由兩個(gè)橢球形機(jī)器人組成的串聯(lián)式月球車正在月球上行駛。它的動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)著兩個(gè)橢球形機(jī)器人的球殼在砂地上同步向前滾動(dòng)，從而使這輛串聯(lián)式月球車快速前行。一塊高達(dá)20米的巖石出現(xiàn)在正前面，控制系統(tǒng)通過(guò)分析和計(jì)算，調(diào)節(jié)連接兩個(gè)橢球形機(jī)器人的機(jī)械手手臂的長(zhǎng)度，使左臂短于右臂，這樣，串聯(lián)式月球車開始向左轉(zhuǎn)彎，避開了巖石O
實(shí)施列3串聯(lián)式月球車對(duì)無(wú)價(jià)值的橢球形機(jī)器人拋棄。一輛由五個(gè)橢球形機(jī)器人組成的串聯(lián)式月球車正在月球上行駛。忽然，第三個(gè)橢球形機(jī)器人卡住了，控制系統(tǒng)通過(guò)分析和計(jì)算，確定第三個(gè)橢球形機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)了無(wú)法修復(fù)的問(wèn)題；控制系統(tǒng)使第三個(gè)橢球形機(jī)器人連接在第二個(gè)橢球形機(jī)器人上的機(jī)械手解開，控制系統(tǒng)使第四個(gè)橢球形機(jī)器人連接在第三個(gè)橢球形機(jī)器人上的機(jī)械手解開；然后，控制系統(tǒng)使第二個(gè)橢球形機(jī)器人與第四個(gè)橢球形機(jī)器人慢慢的在一條直線上靠近，并使第四個(gè)橢球形機(jī)器人的機(jī)械手與第二個(gè)橢球形機(jī)器人連接，這樣一個(gè)由四個(gè)橢球形機(jī)器人組成的串聯(lián)式月球車重新組成了。
實(shí)施列4環(huán)月旅行，尋找嫦娥。選擇適當(dāng)?shù)穆肪€，串聯(lián)式月球車在太陽(yáng)升起不久后以17公里/小時(shí)以上的速度向東行駛，每27. 32天繞月球行駛一周，實(shí)現(xiàn)環(huán)月旅行。也就是說(shuō)串聯(lián)式月球車以月球自轉(zhuǎn)相同的速度向東行駛，從而能實(shí)現(xiàn)在行駛過(guò)程中，太陽(yáng)高度不變，始終處于剛剛升起的狀態(tài)。 這樣做的好處在于其一，這時(shí)串聯(lián)式月球車所處位置月球表面的溫度不太高也不太低，有利于月球車上各種設(shè)備的保養(yǎng)，延長(zhǎng)串聯(lián)式月球車的使用壽命；其二，由于太陽(yáng)始終處于剛剛升起的狀態(tài)，太陽(yáng)能電池可以全天候工作。如此，串聯(lián)式月球車不斷反復(fù)繞月行進(jìn)搜索， 實(shí)行拉網(wǎng)式排查，這樣，找到嫦娥的機(jī)率會(huì)大增。綜上，串聯(lián)式月球車能快速行駛，車輪系統(tǒng)更持久，能翻越較高障礙，也能在非常松軟的細(xì)砂地帶行駛。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化、均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種串聯(lián)式月球車，其特征在于所述一種串聯(lián)式月球車由兩個(gè)或者兩個(gè)以上橢球形機(jī)器人串聯(lián)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)式月球車，其特征在于所述橢球形機(jī)器人由球殼、 球體、中心軸、動(dòng)力系統(tǒng)、機(jī)械手、圓盤、角度調(diào)控器和外置設(shè)備組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢球形機(jī)器人，其特征在于球殼是橢球形，包裹著球體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢球形機(jī)器人，其特征在于球體的質(zhì)量占整個(gè)橢球形機(jī)器人的大部分，球體的重心低于中心軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢球形機(jī)器人，其特征在于球殼以中心軸為軸圍繞球體轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢球形機(jī)器人，其特征在于動(dòng)力系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)；電動(dòng)機(jī)定子固定在球體上，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子固定在球殼上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢球形機(jī)器人，其特征在于機(jī)械手的手臂長(zhǎng)度可以受控調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢球形機(jī)器人，其特征在于角度調(diào)控器通過(guò)在圓盤上移動(dòng)調(diào)控機(jī)械手的角度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)式月球車，其特征在于控制系統(tǒng)用來(lái)統(tǒng)一調(diào)節(jié)所有橢球形機(jī)器人的動(dòng)作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)式月球車，其特征在于所述的一種串聯(lián)式月球車可以拋棄部分橢球形機(jī)器人，并可以運(yùn)用余下的橢球形機(jī)器人重新組合成串聯(lián)式月球車。
全文摘要
本發(fā)明涉及航天技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種串聯(lián)式月球車。其特征是，所述一種串聯(lián)式月球車由多個(gè)橢球形機(jī)器人串聯(lián)組成。每一個(gè)橢球形機(jī)器人，球殼是橢球形；球殼能以中心軸為軸，圍繞著球體轉(zhuǎn)動(dòng)；球體被包裹在球殼內(nèi)，球體的重心低于中心軸；動(dòng)力系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)；相鄰兩個(gè)橢球形機(jī)器人通過(guò)機(jī)械手連接。所述一種串聯(lián)式月球車通過(guò)橢球形機(jī)器人的球殼順著地面滾動(dòng)向前行駛，通過(guò)調(diào)節(jié)橢球形機(jī)器人的機(jī)械手手臂長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。本發(fā)明所述一種串聯(lián)式月球車，能快速行駛，車輪系統(tǒng)更持久，能翻越較高障礙，也能在非常松軟的細(xì)砂、塵土地帶行駛。
文檔編號(hào)B64G1/16GK102310952SQ20111018055
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者邱世軍 申請(qǐng)人:邱世軍