[發(fā)明專利]行星探測車低重力實驗的懸掛裝置和吊架懸掛方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010119801.1
• 申請日: 2010-02-24
• 公開（公告）號: CN101789195A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧宗權(quán);高海波;劉振;陶建國;丁亮
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;賀華廉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種行星探測車低重力實驗的懸掛裝置和吊架懸掛方法。

背景技術(shù)

行星探測車的低重力實驗是在地球重力加速度條件下，模擬探測車在低重力行星受力的實驗。實驗的基本原理是以豎直向上的吊索拉力抵消探測車的自重差值。實驗的主要目的是檢驗探測車在低重力環(huán)境下的行進(jìn)能力和越障能力。根據(jù)實驗?zāi)康模椭亓嶒炏到y(tǒng)應(yīng)在探測車于崎嶇實驗場地運行時，時時向探測車施加通過車輛質(zhì)心、方向豎直向上、大小為探測車自重差值的拉力。實現(xiàn)上述功能，系統(tǒng)至少包含四部分：拉力系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)、吊索和探測車上的吊點。拉力系統(tǒng)提供抵消探測車自重差值的拉力，比如恒力矩馬達(dá)配合滾筒纏繞吊索，吊索通過吊點將拉力作用于探測車；根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的不同，拉力系統(tǒng)可能包含多個協(xié)同工作的力矩馬達(dá)，也可能只包含單個力矩馬達(dá)。隨動系統(tǒng)搭載拉力系統(tǒng)，跟隨實驗探測車在水平面內(nèi)的移動，使得拉力可以保持豎直向上。低重力實驗系統(tǒng)設(shè)計的主要評價指標(biāo)是其復(fù)現(xiàn)低重力環(huán)境下輪地接觸情況的精度，其它評價指標(biāo)包括安置吊索吊點的可行性、系統(tǒng)造價、控制難度等。

美國LSSM型載人月球車低重力實驗系統(tǒng)中，車輛上安置多個吊點，拉力子系統(tǒng)包含同等數(shù)量拉力馬達(dá)。車輛處于不同姿態(tài)時，各個馬達(dá)需要纏繞的吊索長度、輸出的力矩各不相同，必須協(xié)調(diào)控制。這種設(shè)計增加了控制難度、提高了系統(tǒng)造價和設(shè)計周期。我國現(xiàn)有六輪搖桿式行星探測車的車廂不能安置吊點，所以必須在搖桿懸架上安置多個吊點。各吊點位置隨懸架姿態(tài)時時變化，若采用多力矩馬達(dá)協(xié)調(diào)各吊點的運動和拉力，必遇到上述控制難度大、造價高和開發(fā)周期長的問題，應(yīng)通過機構(gòu)的合理設(shè)計解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種行星探測車低重力實驗的懸掛裝置和吊架懸掛方法，在保證輪地受力模擬精度的前提下，同時克服以往設(shè)計拉力馬達(dá)數(shù)量多、控制難、造價高的問題。

本發(fā)明的次要目的是解決吊點安置問題。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種行星探測車低重力實驗的懸掛裝置，該行星探測車包含一個懸架機構(gòu)，其中，該裝置包含有：

一套懸掛機構(gòu)，其設(shè)于行星探測車的上方，并與行星探測車的懸架機構(gòu)的構(gòu)型和尺寸相同；

多對吊點，分別設(shè)于行星探測車與所述的懸掛機構(gòu)上的上下對應(yīng)位置；

多根等長吊索，連接所述的每一對上下位置對應(yīng)的吊點；

一個恒力索吊點，設(shè)于懸掛機構(gòu)上方，該恒力索吊點與行星探測車的質(zhì)心處于同一豎直直線上，且該恒力索吊點與懸掛機構(gòu)的空間位置關(guān)系全等于行星探測車的質(zhì)心與懸架機構(gòu)的空間位置關(guān)系；

一根恒力拉索，連接所述的恒力索吊點。

所述的懸掛裝置，其中，懸架機構(gòu)上的吊點安置于行星探測車的車輪輪軸上。

所述的懸掛裝置，其中，該懸掛機構(gòu)的上方與一調(diào)整板的下端固定連接，該調(diào)整板的上端與恒力拉索連接，該調(diào)整板用于調(diào)整所述的恒力索吊點的位置。

本發(fā)明還提供一種行星探測車低重力實驗的吊架懸掛方法，該行星探測車包含一個懸架機構(gòu)，其中，步驟包括：

(1)在行星探測車的上方設(shè)有一套與行星探測車的懸架機構(gòu)的構(gòu)型和尺寸相同的懸掛機構(gòu)；

(2)在行星探測車與所述的懸掛機構(gòu)上設(shè)有多對上下位置對應(yīng)的吊點；

(3)采用多根等長吊索分別連接所述的每一對上下位置對應(yīng)的吊點；

(4)懸掛機構(gòu)上方設(shè)有一個恒力索吊點，調(diào)整懸掛機構(gòu)上方的恒力索吊點的位置，使該恒力索吊點與行星探測車的質(zhì)心處于同一豎直直線上，且該恒力索吊點與懸掛機構(gòu)的空間位置關(guān)系全等于行星探測車的質(zhì)心與懸架機構(gòu)的空間位置關(guān)系；

(5)采用一根恒力拉索連接所述的恒力索吊點，該恒力拉索提供拉力F，拉力F的方向保持豎直向上。

所述的吊架懸掛方法，其中，懸架機構(gòu)上的吊點安置于行星探測車的車輪輪軸上。

所述的吊架懸掛方法，其中，該懸掛機構(gòu)的上方與一調(diào)整板的下端固定連接，該調(diào)整板的上端與恒力拉索連接，該調(diào)整板用于調(diào)整所述的恒力索吊點的位置。

所述的行星探測車低重力實驗的吊架懸掛方法，其中，拉力F的數(shù)值應(yīng)滿

足F＝G1-G1′+G2，

其中，G1-行星探測車的地球自重，

G1′-行星探測車的星球自重，

G2-懸掛機構(gòu)的地球自重。