该概念造型围绕星际探测作业的功能需求展开结构搭建,整体采用中心主舱加辐射式功能臂的布局逻辑,中心区域设置大尺寸半球形主承载舱,舱体作为整个载具的核心基体,承担核心元器件容纳、整体受力传导的作用,舱壁采用渐变壁厚设计,在保证结构刚性的前提下控制整体自重,舱体下端设置环形连接基座,所有向外延伸的功能臂均通过该基座完成定位与固定,各臂与基座的连接位置预留有装配定位面,可根据不同作业场景更换对应功能末端,无需改动中心主舱的主体结构。
从实际作业场景出发,辐射分布的六条功能臂各自承担不同的作业职能,其中两条臂末端设置环形对接结构,可作为样本采集后的临时存储接口,也可在对接空间站时作为辅助定位的承力结构,对接环内部预留有中空通道,可布设采样管路或者信号传输线路;另外三条臂采用方正的模块化壳体造型,臂身表面预留有多处安装凸台与卡槽,可根据任务需求搭载探测传感器、动力推进模块或者小型作业工具,臂体内部设计有纵横交错的加强筋,在承受外部冲击或者搭载载荷时,可将受力均匀传导至中心基座,避免局部应力集中造成结构断裂;剩余一条臂采用尖楔状造型,既可以在复杂星体表面行进时作为障碍物拨开结构,也可在应急状态下作为锚定结构插入地表,固定载具位置避免滑移。
外形尺寸与安装边界方面,整体结构以中心主舱的轴线为对称基准,各功能臂向外延伸的长度控制在主舱直径的1.2倍以内,保证载具整体的外接轮廓处于紧凑范围内,在收纳运输状态下,各臂可绕基座的连接转轴向内收拢,收拢后整体轮廓接近圆柱形,可适配标准的星际运载舱内部安装空间,展开状态下各臂之间预留有足够的运动间隙,相邻臂在动作过程中不会发生干涉,所有外凸的功能结构均做了圆角过渡处理,避免在低重力环境下磕碰造成结构损伤。
设计思路上没有采用传统载具的流线型外壳,而是优先保证功能模块的拆装便利性,每个功能臂都采用独立的模块化设计,臂身与中心基座的连接位置设置标准化的连接法兰,单个臂体出现故障时可直接整体更换,维修操作无需拆解中心主舱的内部结构,中心主舱的半球形外壳采用分块拼接结构,外壳板块之间通过卡扣与紧固件双重固定,既方便内部元器件的装配调试,也可在外壳局部受损时单独更换对应板块。结构受力层面,中心基座采用整体式实心结构设计,所有臂体的载荷最终都汇聚到基座位置,因此基座的材料选型预留了足够的强度余量,可同时承受多个臂体搭载载荷带来的复合力矩,在星体表面起降过程中,基座还可作为主承力结构缓冲着陆冲击,臂体与基座的连接位置设置有阻尼缓冲结构,可抵消行进过程中地面不平带来的振动,保护中心舱内的精密探测元器件。
该造型的结构逻辑同样可适配地面复杂环境的作业机器人设计,辐射式多臂布局可让设备在狭小空间内同时完成多项操作,不需要整体移动机身即可覆盖周围360度的作业范围,模块化的臂体设计也方便针对不同作业场景快速切换功能末端,在结构建模过程中,所有配合面都按照实际装配公差预留了间隙,各零部件的壁厚都参考常规钣金与机加工的工艺要求设置,不存在无法加工的薄壁或者尖角结构,整体造型既保留科幻创意的外观特征,也具备实际工程结构的可落地性。
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- 系统要求: SOLIDWORKS,Rendering
- 软件分类: 机床加工

















