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[實用新型]球形探測車無效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201020632005.3 申請日: 2010-11-25
公開(公告)號: CN201941982U 公開(公告)日: 2011-08-24
發(fā)明(設(shè)計)人: 岳曉奎;楊洋;徐征 申請(專利權(quán))人: 西北工業(yè)大學(xué)
主分類號: B64G1/16 分類號: B64G1/16
代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204 代理人: 顧潮琪
地址: 710072 *** 國省代碼: 陜西;61
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 球形 探測
【說明書】:

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種球形探測車。

背景技術(shù)

在航天領(lǐng)域,新型的外星球無人探測工具的開發(fā)目前迫在眉睫。球形車可以作為未來外星無人探測工具,因為它不怕翻轉(zhuǎn),接收天線始終保持向上;靈活機動,理論上可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎半徑為零。傳統(tǒng)的輪系車在機動性,安全性,節(jié)能減排等方面已經(jīng)滿足不了人們的要求。新型球形車性能相比于之下具有以下優(yōu)點:

1、自重輕。在相同條件下,球形車比傳統(tǒng)輪系車的自重輕30%--50%。

2、安全性好。球形車可以實現(xiàn)任何轉(zhuǎn)向、甚至發(fā)生翻轉(zhuǎn),車內(nèi)人員和裝置始終處于向上的位置,即乘員和車廂部分不會發(fā)生翻轉(zhuǎn),因而球形車的穩(wěn)定性也非常好。

3、效率高,節(jié)省能源。該車由于自重輕,且行駛時只需球形外殼作驅(qū)動輪,行駛阻力小,因而整車的機械效率比較高,能達到很理想的節(jié)能環(huán)保需要。

4、操作簡單,機動性好。該車內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單,故障少,操作非常方便;而且球形車的最小轉(zhuǎn)彎半徑小于球形車的直徑(理論上為零),機動性也非常好。

球形車(申請?zhí)?3128216.4)由內(nèi)外兩個球體構(gòu)成,利用動力機通過傳動桿和傳動機構(gòu)相連,外球內(nèi)裝有齒輪傳動機構(gòu)并且和內(nèi)球傳動裝置通過主軸相連。基于此種傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計,該球形車發(fā)明的缺點是操作性較差,特別是球形車整體轉(zhuǎn)向行駛時球形車的敏捷性不夠高。

球形車(申請?zhí)?00710017116.4)同樣由內(nèi)外兩個球殼構(gòu)成,內(nèi)外球殼之間在頂部有小輪,動力裝置在底盤之下,地盤上設(shè)有兩對互相垂直的陀螺,陀螺軸連接動力裝置,有連接動力裝置的空氣壓縮機。在球形車開動時,內(nèi)外球殼之間形成一層氣墊使內(nèi)球殼懸浮,從而保證內(nèi)球殼不隨外球殼一起滾動。該發(fā)明的缺點是使用高壓氣體使內(nèi)外球殼分離的方法需要消耗很多能量,使用代價較高。

綜上,目前已有的一些球形車發(fā)明或者傳動機構(gòu)較為復(fù)雜,在惡劣的太空環(huán)境中,發(fā)生故障的幾率會很大;或者耗能大,效率低,經(jīng)濟性很差;同時它們內(nèi)部空間相對狹小,不便于放置探測設(shè)備,影響探測任務(wù)的完成。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)傳動機構(gòu)過于復(fù)雜和能量利用率較低的不足,本實用新型提供一種球形探測車,采用簡單的傳動機構(gòu),能量利用率大大提高,并為車廂內(nèi)節(jié)省出大量空間。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:球形探測車由兩個半球殼拼接而成,兩個球殼之間并未連接到一起,有相對于球殼半徑不超過5%的間隙。這樣天線可以從車廂內(nèi)伸出球殼外。軸向?qū)ΨQ布置兩個減速電動機,分別通過兩根獨立的輸出主軸驅(qū)動兩端的半球殼。軸與球殼之間通過焊接或者鍵槽銷軸連接。電動機下方是探測設(shè)備及電源裝置。電動機上方是遙控裝置。由于球形探測車軸線下方的質(zhì)量遠大于上方,因此重心低于軸線。同時車內(nèi)裝置的總質(zhì)量遠大于球殼質(zhì)量。球形探測車平穩(wěn)行駛時,電動機輸出力矩讓球殼有一個向前滾動的趨勢,在球形探測車與地面接觸線上(考慮到球殼軸向延伸)則必然受到地面對球形探測車整體向前的摩擦力,即可提供與滾動趨勢同方向的力矩。但是摩擦力矩比較小,內(nèi)部裝置重心線與鉛垂線之間必然向運動反方向相差一定角度。又因為其重心在球形探測車球心以下,便可以提供一個與球殼運動趨勢相反的力矩。這樣在球形探測車在平穩(wěn)運行時,相當(dāng)于是摩擦力提供向前滾動力矩,而車內(nèi)裝置保持平動狀態(tài)。

所述的半球殼在其赤道附近有相對于球殼半徑不超過15%的軸向延伸。

本實用新型的有益效果是:球形探測車傳動機構(gòu)更為簡單,減速電動機直接和外殼相連,取消了過去球形車設(shè)計中的復(fù)雜傳動裝置,可以節(jié)約大量的內(nèi)部空間搭載其他有效裝置。

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

附圖說明

圖1是新型球形探測車的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是新型球形探測車的左視圖;

圖中:1.天線,2.球形探測車外殼,3.電源和遙控裝置,4.減速電動機,5.內(nèi)部探測設(shè)備。

具體實施方式

根據(jù)圖1和圖2所示,

球形探測車由兩個半橢球殼拼接而成,在球殼的赤道附近有相對于球殼半徑不超過15%的軸向延伸。兩個球殼之間并未連接到一起,有相對于球殼半徑不超過5%的間隙。這樣天線可以從車廂內(nèi)伸出球殼外。軸向?qū)ΨQ布置兩個減速電動機,分別通過兩根獨立的輸出主軸驅(qū)動兩端的半球殼。軸與球殼之間可以通過焊接方式固定,也可為了方便拆卸,通過鍵槽銷軸連接固定。兩個減速電動機規(guī)格(包括功率、電壓、轉(zhuǎn)速、額定負(fù)載等)完全一樣,但由控制系統(tǒng)相互獨立控制,通過控制兩個電動機不同的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,完成前進、倒退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、原地轉(zhuǎn)圈等各種行駛?cè)蝿?wù)。電動機下方是探測設(shè)備及電源裝置。電動機上方是遙控裝置。內(nèi)部全部裝置的重心要在軸線下,且離軸距離較遠,如果難以實現(xiàn),可以在5中增加配重。同時車內(nèi)裝置的總質(zhì)量遠大于球殼質(zhì)量。球形探測車平穩(wěn)行駛時,電動機提供前進的驅(qū)動力矩M;同時,內(nèi)部裝置受到一個與驅(qū)動力矩等大反向的力矩M′,內(nèi)部裝置重心必然偏離鉛垂線一個角度θ,以產(chǎn)生一個重力力矩來平衡力矩M′,這樣內(nèi)部實現(xiàn)穩(wěn)定,由于內(nèi)部質(zhì)量遠大于球殼質(zhì)量,所以θ不會很大。

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