專利名稱：串聯(lián)式月球車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航天技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種月球車。
背景技術(shù)：
傳說，月亮上有座廣寒宮，嫦娥姐姐就住在里面，只有一只可愛的小白兔陪伴著她渡過每一個寂寞的夜晚。許多人都夢想上月亮一游，順道拜會嫦娥。1969年美國人登上月球表面，發(fā)現(xiàn)除了砂子和石頭，什么也沒有，環(huán)境極其惡劣。在這樣的自然條件下尋找廣寒宮和嫦娥談何容易。而且，現(xiàn)在月球上使用的交通工具只有一種叫月球車的東西，其實就是幾個輪子載著一個大箱子在月球表面慢慢蠕動。如果嫦娥知道了地球來客使用的交通工具如此不給力，大美女一定會很失望?，F(xiàn)有月球車的一個缺點是，為了適應(yīng)惡劣的自然環(huán)境，犧牲了行駛速度，現(xiàn)有月球車都很慢；另一個缺點，幾個車輪中只要壞了一個，整個月球車就基本不能動彈了，一次月球旅行也就此結(jié)束，月亮上是沒有路邊修車行的。所以，開發(fā)一種行駛速度快，車輪系統(tǒng)更持久的月球車是時之所需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)實需要和現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種月球車，能快速行駛，車輪系統(tǒng)更持久，能翻越較高障礙，也能在非常松軟的細(xì)砂、塵土地帶行駛。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案是一種串聯(lián)式月球車。所述一種串聯(lián)式月球車由兩個或者兩個以上橢球形機(jī)器人串聯(lián)組成(如圖1)。橢球形機(jī)器人由球殼、球體、中心軸、動力系統(tǒng)、機(jī)械手、圓盤、角度調(diào)控器和外置設(shè)備組成(如圖2)。球殼是橢球形，包裹著球體；球殼的側(cè)視圖是圓形，球殼的后視圖是橢圓形，即橢球形球殼的三個半徑a、b、c滿足a>b = c ；動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子固定在球殼內(nèi)側(cè)。橢球形球殼有三個作用其一，包裹、保護(hù)球體，減少外部惡劣環(huán)境對球體影響；其二，充當(dāng)橢球形機(jī)器人的車輪，可在地面快速滾動，當(dāng)動力系統(tǒng)啟動時，轉(zhuǎn)子以中心軸為軸，圍繞著球體轉(zhuǎn)動，而轉(zhuǎn)子是固定在球殼內(nèi)側(cè)的，球殼也和轉(zhuǎn)子一起圍繞著球體轉(zhuǎn)動，這種轉(zhuǎn)動對外表現(xiàn)為球殼順著地面滾動，從而使整個橢球形機(jī)器人向前移動；其三，橢球形機(jī)器人的球殼由于包裹著球體，相當(dāng)于一個大車輪，比現(xiàn)有普通月球車的車輪要大很多，與地面接觸面積要大很多， 這使得橢球形機(jī)器人能夠在非常松軟的細(xì)砂、塵土地帶行駛。球體是橢球形機(jī)器人的主體，被包裹在球殼內(nèi)，橢球形機(jī)器人的大多設(shè)備都是其組成部分，包括控制系統(tǒng)、蓄電池和其它科學(xué)設(shè)備。球體的質(zhì)量占整個橢球形機(jī)器人的大部分，球體的重心低于中心軸以保證不易翻車。這樣，整個橢球形機(jī)器人就象一個不倒翁，保持穩(wěn)定狀態(tài)，球體的重心低于中心軸，而且越低越好。
中心軸和球體固定在一起，中心軸與球殼有兩個連接點，球殼通過這兩個連接點以中心軸為軸圍繞球體轉(zhuǎn)動，中心軸兩端延伸到球殼之外，中心軸兩端各安裝有一個機(jī)械手。動力系統(tǒng)采用電動機(jī)，由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。定子固定在球體上；轉(zhuǎn)子固定在球殼上。當(dāng)動力系統(tǒng)啟動時，轉(zhuǎn)子以中心軸為軸，圍繞球體轉(zhuǎn)動，而轉(zhuǎn)子固定在球殼內(nèi)側(cè)，球殼也和轉(zhuǎn)子一起圍繞著球體轉(zhuǎn)動。動力系統(tǒng)也可以采用直線電動機(jī)，同樣，定子固定在球體上，轉(zhuǎn)子固定在球殼上(如圖3)。機(jī)械手共有兩只，安裝在中心軸的兩端，機(jī)械手用來連接相鄰的橢球形機(jī)器人，當(dāng)兩只機(jī)械手分別夾住相鄰橢球形機(jī)器人中心軸的一端時，兩個橢球形機(jī)器人就固定在一起，組成為一輛串聯(lián)式月球車。機(jī)械手的手臂長度可以受控調(diào)節(jié)。圓盤(如圖4)固定在中心軸上。圓盤有兩個作用其一，固定角度調(diào)控器；其二， 固定外置設(shè)備。角度調(diào)控器能以中心軸為軸轉(zhuǎn)動到一定角度，用來調(diào)控機(jī)械手的角度。角度調(diào)控器固定在圓盤上外置設(shè)備是必須置于球體外的設(shè)備，包括太陽能電池、橢球形機(jī)器人的眼睛系統(tǒng)、 外置天線等設(shè)備。外置設(shè)備固定在圓盤上。串聯(lián)式月球車的連接。串聯(lián)式月球車有兩種連接方式其一，后一個橢球形機(jī)器人的兩只機(jī)械手分別夾住前一個橢球形機(jī)器人的中心軸的一端，兩個橢球形機(jī)器人就固定在一起，如此類推，多個橢球形機(jī)器人固定在一起，組成為一輛串聯(lián)式月球車；其二，前一個橢球形機(jī)器人的兩只機(jī)械手分別夾住后一個橢球形機(jī)器人的中心軸的一端，兩個橢球形機(jī)器人就固定在一起，如此類推，多個橢球形機(jī)器人串聯(lián)固定在一起，組成為一輛串聯(lián)式月球車。串聯(lián)式月球車的行駛。球殼充當(dāng)橢球形機(jī)器人的車輪，可在地面快速滾動；當(dāng)動力系統(tǒng)啟動時，轉(zhuǎn)子以中心軸為軸，圍繞著球體轉(zhuǎn)動，而轉(zhuǎn)子是固定在球殼內(nèi)側(cè)的，球殼也和轉(zhuǎn)子一起圍繞著球體轉(zhuǎn)動，這種轉(zhuǎn)動對外表現(xiàn)為球殼順著地面滾動，從而使整個橢球形機(jī)器人向前移動。串聯(lián)式月球車的每一個橢球形機(jī)器人都有自己的動力系統(tǒng)，但所有橢球形機(jī)器人是串聯(lián)固定在一起的，這就需要串聯(lián)式月球車的控制系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)節(jié)每一個橢球形機(jī)器人的動力系統(tǒng)，實現(xiàn)所有橢球形機(jī)器人按控制系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)節(jié)一齊向前滾動。串聯(lián)式月球車的轉(zhuǎn)彎。調(diào)節(jié)連接第一個橢球形機(jī)器人與第二個橢球形機(jī)器人之間的機(jī)械手手臂的長度，實現(xiàn)串聯(lián)式月球車的轉(zhuǎn)彎。調(diào)節(jié)連接第一個橢球形機(jī)器人與第二個橢球形機(jī)器人之間的機(jī)械手長度，使左手臂的長度小于右手臂，實現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎；調(diào)節(jié)連接第一個橢球形機(jī)器人與第二個橢球形機(jī)器人之間的機(jī)械手長度，使右手臂的長度小于左手臂， 實現(xiàn)右轉(zhuǎn)彎。串聯(lián)式月球車翻越較高障礙。由于橢球形機(jī)器人的球殼相當(dāng)于一個大車輪，比現(xiàn)有普通月球車的車輪要大很多，所以對于較低的障礙，串聯(lián)式月球車可以正常翻越，無需特殊處理。但當(dāng)障礙超過橢球形機(jī)器人的高度的一半時，就需要作專門處理，處理方法是，第二個橢球形機(jī)器人調(diào)節(jié)角度調(diào)控器，把第一個橢球形機(jī)器人舉起來，然后，串聯(lián)式月球車慢慢向前推進(jìn)，使第一個橢球形機(jī)器人翻越障礙，之后，使用同樣方法抬起第二個橢球形機(jī)器人，使第二個橢球形機(jī)器人翻越障礙，如此，使所有橢球形機(jī)器人翻越障礙。
串聯(lián)式月球車對無價值的橢球形機(jī)器人拋棄。當(dāng)串聯(lián)式月球車的其中某個橢球形機(jī)器人已無存在價值時，機(jī)械手解開這個橢球形機(jī)器人與前一個橢球形機(jī)器人之間的連接，機(jī)械手解開這個橢球形機(jī)器人與后一個橢球形機(jī)器人之間的連接，拋棄這個橢球形機(jī)器人，然后前一個橢球形機(jī)器人和后一個橢球形機(jī)器人之間形成新的連接，這樣，串聯(lián)式月球車少了一個橢球形機(jī)器人，但不影響其它橢球形機(jī)器人工作。本發(fā)明具有以下優(yōu)點。其一，橢球形機(jī)器人外形是橢球形，相對其它形狀，它與外部環(huán)境接觸面積較小， 減少外部惡劣環(huán)境的影響。其二，球殼包裹著球體，保護(hù)球體少受外部惡劣環(huán)境影響。其三，橢球形機(jī)器人的球殼相當(dāng)于一個大輪子，與現(xiàn)有月球車的小輪子相比，速度方面更有優(yōu)勢。其四，橢球形機(jī)器人的球殼相當(dāng)于一個大輪子，與現(xiàn)有月球車的小輪子相比，與地面接觸面積要大很多，這使得橢球形機(jī)器人能夠在非常松軟的細(xì)砂地帶行駛。其五，橢球形機(jī)器人的球殼相當(dāng)于一個大輪子，與現(xiàn)有月球車的多個小輪子相比， 更易維護(hù)，因而車輪系統(tǒng)更持久。其六，串聯(lián)式月球車能翻越較高障礙。其七，串聯(lián)式月球車能對無價值的橢球形機(jī)器人拋棄，而不影響其它橢球形機(jī)器人的功能，有利于延長串聯(lián)式月球車的壽命。其八，串聯(lián)式月球車結(jié)構(gòu)緊湊，有利于節(jié)省運載火箭的空間。其九，串聯(lián)式月球車作機(jī)械轉(zhuǎn)動的部件較少，有利于延長串聯(lián)式月球車的壽命。本發(fā)明也可以用于火星或者其它星球，還可以用于地球沙漠地帶，冰雪地帶，沼澤地帶等惡劣的自然環(huán)境之中，從而體現(xiàn)出軍事價值。


圖1多個橢球形機(jī)器人串通組成串聯(lián)式月球車示意圖。圖2橢球形機(jī)器人后視圖。圖3使用直線電動機(jī)的橢球形機(jī)器人示意圖。圖4橢球形機(jī)器人側(cè)視圖。參見圖1至圖4，1是球殼、2是球體、3是中心軸、4是動力系統(tǒng)、5是機(jī)械手、6是圓盤、7是外置設(shè)備、8是角度調(diào)控器、9是后一個橢球形機(jī)器人的機(jī)械手。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實施列1串聯(lián)式月球車的行駛。 一輛由兩個橢球形機(jī)器人組成的串聯(lián)式月球車正在月球上一個細(xì)砂地帶行駛。它的動力系統(tǒng)驅(qū)動著兩個橢球形機(jī)器人的球殼在砂地上同步向前滾動，從而使這輛串聯(lián)式月球車快速前行。 實施列2
串聯(lián)式月球車的轉(zhuǎn)彎。一輛由兩個橢球形機(jī)器人組成的串聯(lián)式月球車正在月球上行駛。它的動力系統(tǒng)驅(qū)動著兩個橢球形機(jī)器人的球殼在砂地上同步向前滾動，從而使這輛串聯(lián)式月球車快速前行。一塊高達(dá)20米的巖石出現(xiàn)在正前面，控制系統(tǒng)通過分析和計算，調(diào)節(jié)連接兩個橢球形機(jī)器人的機(jī)械手手臂的長度，使左臂短于右臂，這樣，串聯(lián)式月球車開始向左轉(zhuǎn)彎，避開了巖石O
實施列3串聯(lián)式月球車對無價值的橢球形機(jī)器人拋棄。一輛由五個橢球形機(jī)器人組成的串聯(lián)式月球車正在月球上行駛。忽然，第三個橢球形機(jī)器人卡住了，控制系統(tǒng)通過分析和計算，確定第三個橢球形機(jī)器人的動力系統(tǒng)出現(xiàn)了無法修復(fù)的問題；控制系統(tǒng)使第三個橢球形機(jī)器人連接在第二個橢球形機(jī)器人上的機(jī)械手解開，控制系統(tǒng)使第四個橢球形機(jī)器人連接在第三個橢球形機(jī)器人上的機(jī)械手解開；然后，控制系統(tǒng)使第二個橢球形機(jī)器人與第四個橢球形機(jī)器人慢慢的在一條直線上靠近，并使第四個橢球形機(jī)器人的機(jī)械手與第二個橢球形機(jī)器人連接，這樣一個由四個橢球形機(jī)器人組成的串聯(lián)式月球車重新組成了。
實施列4環(huán)月旅行，尋找嫦娥。選擇適當(dāng)?shù)穆肪€，串聯(lián)式月球車在太陽升起不久后以17公里/小時以上的速度向東行駛，每27. 32天繞月球行駛一周，實現(xiàn)環(huán)月旅行。也就是說串聯(lián)式月球車以月球自轉(zhuǎn)相同的速度向東行駛，從而能實現(xiàn)在行駛過程中，太陽高度不變，始終處于剛剛升起的狀態(tài)。 這樣做的好處在于其一，這時串聯(lián)式月球車所處位置月球表面的溫度不太高也不太低，有利于月球車上各種設(shè)備的保養(yǎng)，延長串聯(lián)式月球車的使用壽命；其二，由于太陽始終處于剛剛升起的狀態(tài)，太陽能電池可以全天候工作。如此，串聯(lián)式月球車不斷反復(fù)繞月行進(jìn)搜索， 實行拉網(wǎng)式排查，這樣，找到嫦娥的機(jī)率會大增。綜上，串聯(lián)式月球車能快速行駛，車輪系統(tǒng)更持久，能翻越較高障礙，也能在非常松軟的細(xì)砂地帶行駛。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化、均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種串聯(lián)式月球車，其特征在于所述一種串聯(lián)式月球車由兩個或者兩個以上橢球形機(jī)器人串聯(lián)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)式月球車，其特征在于所述橢球形機(jī)器人由球殼、 球體、中心軸、動力系統(tǒng)、機(jī)械手、圓盤、角度調(diào)控器和外置設(shè)備組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢球形機(jī)器人，其特征在于球殼是橢球形，包裹著球體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢球形機(jī)器人，其特征在于球體的質(zhì)量占整個橢球形機(jī)器人的大部分，球體的重心低于中心軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢球形機(jī)器人，其特征在于球殼以中心軸為軸圍繞球體轉(zhuǎn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢球形機(jī)器人，其特征在于動力系統(tǒng)采用電動機(jī)；電動機(jī)定子固定在球體上，電動機(jī)轉(zhuǎn)子固定在球殼上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢球形機(jī)器人，其特征在于機(jī)械手的手臂長度可以受控調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢球形機(jī)器人，其特征在于角度調(diào)控器通過在圓盤上移動調(diào)控機(jī)械手的角度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)式月球車，其特征在于控制系統(tǒng)用來統(tǒng)一調(diào)節(jié)所有橢球形機(jī)器人的動作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)式月球車，其特征在于所述的一種串聯(lián)式月球車可以拋棄部分橢球形機(jī)器人，并可以運用余下的橢球形機(jī)器人重新組合成串聯(lián)式月球車。
全文摘要
本發(fā)明涉及航天技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種串聯(lián)式月球車。其特征是，所述一種串聯(lián)式月球車由多個橢球形機(jī)器人串聯(lián)組成。每一個橢球形機(jī)器人，球殼是橢球形；球殼能以中心軸為軸，圍繞著球體轉(zhuǎn)動；球體被包裹在球殼內(nèi)，球體的重心低于中心軸；動力系統(tǒng)采用電動機(jī)；相鄰兩個橢球形機(jī)器人通過機(jī)械手連接。所述一種串聯(lián)式月球車通過橢球形機(jī)器人的球殼順著地面滾動向前行駛，通過調(diào)節(jié)橢球形機(jī)器人的機(jī)械手手臂長度實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。本發(fā)明所述一種串聯(lián)式月球車，能快速行駛，車輪系統(tǒng)更持久，能翻越較高障礙，也能在非常松軟的細(xì)砂、塵土地帶行駛。
文檔編號B64G1/16GK102310952SQ20111018055
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者邱世軍 申請人:邱世軍