火星探测用摇臂转向架行走机构设计

该摇臂转向架机构是专为地外天体表面探测作业开发的行走承载结构，核心应用场景为火星表面巡视探测任务，可适配火星表面遍布砾石、凹坑、缓坡的复杂非结构化地形，为巡视探测载荷提供稳定的移动承载平台，保障探测设备在恶劣星表环境下的持续移动作业能力。在实际用途层面，该机构作为探测车的核心行走承载单元，一方面承担整车结构与搭载探测载荷的全部重量，将车身载荷均匀分配至各个行走轮，避免单轮受力过大引发的结构失效；另一方面通过自身的结构形变适配地形起伏，在越障、爬坡过程中始终保证所有车轮与地面的有效接触，防止车轮悬空打滑，维持整车行驶的稳定性与牵引力输出，避免探测车在崎岖地形发生侧翻、陷困等故障。从功能特性来看，该摇臂转向架采用多段铰接式摇臂结构，左右两侧独立的摇臂组件可相对车身进行多角度摆动，单侧摇臂遇到凸起障碍时可自主向上抬升，遇到凹陷地形时可自主向下延展，无需额外主动控制即可实现地形自适应，配合多轮布局可跨越高度超过车轮半径的垂直障碍，攀爬角度远超常规轮式行走机构，同时在行驶过程中可大幅削弱地形起伏传递至车身的振动，降低颠簸对搭载精密探测仪器的冲击影响。在设计思路上，该结构摒弃了常规车辆的弹性悬架设计思路，采用纯机械铰接的刚性连杆结构，无需液压、电控辅助系统即可实现被动自适应，既降低了结构复杂度与重量，也提升了极端温差、高辐射环境下的运行可靠性，结构件采用三角形桁架式布局，在保证结构强度的前提下尽可能降低自重，铰接点采用自润滑耐磨结构，适配星表无维护的长周期作业需求。从外形尺寸与安装边界来看，该机构整体采用对称式布局，横向轮距与纵向轴距经过匹配优化，保证爬坡、越障过程中的重心始终处于稳定支撑面内，各摇臂的摆动行程经过限位设计，避免摆动幅度过大引发的结构干涉，上部预留标准化的车身安装接口，可直接适配不同规格的探测车车身与载荷安装平台，轮组安装位兼容常规探测车行走轮的安装尺寸，无需额外改装即可完成装配，整体结构紧凑，可收拢后适配运载火箭的整流罩装载空间，满足地外发射的尺寸约束要求。