NASA水桶设计挑战V4

一个非常简单的铲桶，用来铲取月球表土，这也很容易制造。当滚筒旋转时，它铲取表土。每个铲斗前面的耙子对表土进行筛分，以确保不会挖出大块和小块岩石，从而堵塞铲斗。采矿车的向前运动将确保铲斗完全装满。然后，随着滚筒旋转，表土被转移到内部漩涡，在采矿作业期间，该漩涡将表土引导至中心。然后，当转鼓装满（约15.4升）并到位排放表土时，转鼓反转。内部涡流将表土从勺子转移回处理入口。滚筒设计为3D金属激光烧结印刷（推荐85%或更高填充率95%）技术。打印件应使用不需要或不需要打印支持的带电金属。如果需要打印支架，则支架应为水溶性，以便使用自来水或一些弱酸（如丙酮）轻松去除。我建议将其设置在一端磁盘上，以便从一端磁盘打印到另一端磁盘。打印完成并清理后，剩下的唯一一件事就是用M12丝锥敲打两个驱动轴连接孔，然后连接驱动轴。我不知道这种金属是什么，但它必须是一种非常耐磨的月球表土，而且重量轻。因为我不知道这种金属是什么，所以我无法计算滚筒的重量。我认为碳纤维的耐久性不足以抵抗表土的磨蚀，这意味着碳纤维滚筒不会持续很长时间，除非它涂上保护涂层，可能是用钛电镀。滚筒末端有10mm厚，因此可以通过去除材料来平衡滚筒。我建议平衡滚筒至少40转/分。这将确保滚筒在20 RPM的转速下平稳运行（如技术规格所示）。这种平衡将减少轴承的磨损，这意味着轴承的使用寿命更长。同样，10毫米厚的飞轮（连同内部支架）起到类似飞轮的作用。飞轮中储存的动能将有助于分解它遇到的任何团块。我想提出一个建议。我建议在驱动电机和齿轮箱之间安装飞轮。这项建议有两方面的帮助。第一种方法是当勺子碰到坚硬的团块时。飞轮中储存的动能将有助于通过飞轮，而不会使滚筒驱动电机陷入停滞甚至失速。我假设齿轮系将电机转速降低到20 rpm，这意味着动能将转化为高扭矩。这个扭矩几乎可以分解任何团块。此外，这意味着可以使用功率较小的滚筒电机，而不会降低滚筒的性能。第二件事是飞轮可以用作振动器。将飞轮偏离中心几毫米或在轮辋上增加额外重量。这些振动将有助于流失表土，使挖土更容易、更有效。振动还将有助于每个勺子前面的耙子分解团块。同时筛去路上的小石块