这款星球探测移动载具的设计,核心围绕地外天体表面长周期巡视探测的实际作业需求展开,区别于传统固定式太阳能板的探测载具,其太阳能板采用可伸缩式结构设计,能够根据探测区域的太阳高度角、光照强度动态调整展开幅度,在光照充足的作业时段完全展开板体,最大化接收太阳辐射面积,为车载动力系统、探测载荷提供持续电能供给;在遭遇星表尘暴、崎岖地形通行或者休眠收纳状态时,可将太阳能板收缩折叠至车体顶部的安装区域,大幅降低整车迎风截面与外凸结构尺寸,避免板体受星表浮尘磨损、地形剐蹭造成的结构损伤,也能减少收纳状态下的空间占用。
行走系统采用4x4轮式驱动布局,每个行走轮都配套独立的传动链路,通过链条机构实现动力从驱动电机到轮轴的稳定传输,轮体表面设计有大尺寸的凸起履刺结构,能够在星表松软浮土、细碎砾石覆盖的低附着路面提供足够的抓地力,避免轮体打滑陷车,适配低重力、高粗糙度的星表通行环境。整车动力系统采用分层驱动架构,行走主驱动由直流电机配合特殊开槽机构完成动力输出,负责整车行进过程中的扭矩传递与转速调节;可伸缩太阳能板的展开收拢动作、机械臂的作业动作,则由低功率NEM17步进电机提供驱动动力,步进电机的开环控制特性能够精准控制伸缩行程与机械臂关节转角,无需额外加装复杂的位置反馈传感器即可满足动作精度要求,同时低功率的选型也能降低整车电能消耗,提升有限太阳能供电下的续航时长。
车体上部搭载的3-R机器人连杆支撑结构,负责承载太阳能板的整体载荷,三根连杆通过铰接点形成稳定的三角支撑构型,在太阳能板完全展开时能够提供足够的结构刚度,避免行进过程中的颠簸振动导致板体晃动移位,同时连杆结构的铰接设计也能配合太阳能板的伸缩动作完成姿态自适应调整,无需额外增设复杂的锁止机构即可保证不同伸缩状态下的结构稳定性。
从安装边界与尺寸适配角度来看,整车的所有外凸功能部件在收缩状态下均不超出车体底盘的外轮廓边界,底盘采用框架式盒体结构,将驱动电机、传动齿轮、控制电路等核心部件全部收纳在框架内部,框架的上下安装平面预留有标准化的载荷安装孔位,可根据不同探测任务的需求搭载光谱探测、土壤采样、环境传感等不同类型的作业载荷,孔位间距采用通用化的模数设计,无需对底盘结构进行二次改造即可完成载荷的快速装拆。传动系统的齿轮、传动轴等部件均采用外露式布局设计,一方面能够降低星表真空环境下的密封结构复杂度,减少不必要的结构重量,另一方面也方便在地面测试阶段对传动间隙、啮合精度进行快速调整,所有传动部件的安装座都设计有长条形调节孔,可在装配过程中灵活调整轴间距,补偿零件加工误差带来的传动卡顿问题。
在实际作业场景中,这款载具可承担星表大范围区域的环境巡视、点位探测、样本采集等任务,可伸缩太阳能板的设计让其能够在光照条件波动较大的星表环境下保持稳定的电能供给,相比固定太阳能板的同级别探测车,其在相同收纳尺寸下能够获得更大的受光面积,在相同受光面积下能够获得更小的通行与收纳尺寸,兼顾了续航能力与地形通过性。轮式驱动配合链条传动的方案,相比行星轮式、履带式的行走方案,结构复杂度更低,零件加工与装配难度更小,在地面研发阶段能够快速完成样机组装与性能测试,出现传动故障时也能快速拆解更换故障部件,降低研发与运维成本。整车的结构设计充分考虑了星表作业的特殊环境,所有运动副都预留了足够的温度变形间隙,能够适应星表昼夜大温差带来的零件尺寸变化,避免因热胀冷缩导致运动部件卡滞,影响载具的正常作业。
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- 系统要求: STEP / IGES,Snagit,Snagit,Rendering
- 软件分类: 机器人














