半封閉分體式載人月球車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及載人登月技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半封閉分體式載人月球車。
【背景技術(shù)】
[0002]載人月球車肩負(fù)擴(kuò)展航天員活動范圍，運輸科學(xué)載荷、采樣工具和各類月球樣品，以及保障航天員安全、高效完成月面探測的任務(wù)。因此，載人月球車需要具有良好的月面移動能力、人機(jī)交互能力、裝載運輸能力和安全保障能力。
[0003]美國在上世紀(jì)70年代初期就實現(xiàn)了載人登月，21世紀(jì)初美國又提出了“重返月球計劃”，計劃再次載人登月，并建立月球基地。NASA根據(jù)載人登月不同任務(wù)階段對載人月球車的需求，提出了各種用途的概念月球車，包括非增壓式六輪月球車、增壓式六輪月球車、輪腿式月球車和雙模式月球車等，并通過仿真和試驗進(jìn)行驗證和優(yōu)化。
[0004]2013年12月15日04時35分，CE-3無人月球車與著陸器分離后踏上月球，標(biāo)志著我國成為繼前蘇聯(lián)、美國后第三個實現(xiàn)月面著陸巡視探測的國家。無人月球車的研制經(jīng)驗為載人月球車研宄提供了一定的技術(shù)基礎(chǔ)，對月面環(huán)境及其效應(yīng)有了初步認(rèn)識。但是無人月球車與載人月球車有著本質(zhì)區(qū)別，無人月球車類似月面自主探測機(jī)器人，載人月球車屬于有人駕駛的智能化車輛，且移動速度更快、承載能力更強(qiáng)、穩(wěn)定性和舒適性要求更高。
[0005]目前國內(nèi)在載人月球車研宄方面還處于起步階段，還停留在對阿波羅載人月球車和NASA新概念載人月球車的跟蹤研宄階段，概念方案以輪式敞開式載人月球車為主，自主創(chuàng)新的內(nèi)容不多，公開發(fā)表的成果也較少。國外載人車通常采用敞開式、增壓式的傳統(tǒng)構(gòu)型和航天員駕駛的單一工作模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供一種能適應(yīng)多種工作模式、月面工作時間更長、安全保障性更好的半封閉分體式載人月球車。
[0007]為了解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種半封閉分體式載人月球車，包括車體結(jié)構(gòu)，所述車體結(jié)構(gòu)包括敞開式結(jié)構(gòu)的中部底盤、設(shè)于所述中部底盤兩端的前部底盤與后部底盤以及可拆卸地安裝于所述前部底盤與后部底盤上的箱體結(jié)構(gòu)，所述前部底盤和后部底盤均與所述中部底盤通過轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)連接，且能夠通過旋轉(zhuǎn)折疊于所述中部底盤上；
[0008]所述半封閉分體式載人月球車還包括作為上蓋結(jié)構(gòu)的弧形柔性太陽電池陣，可折疊收攏于所述車體結(jié)構(gòu)上，所述弧形柔性太陽電池陣展開安裝后、其尺寸和位置至少覆蓋所述中部底盤的上側(cè)，所述前部底盤上的箱體結(jié)構(gòu)中至少設(shè)置有電源控制器和蓄電池組，所述弧形柔性太陽電池陣通過所述電源控制器與所述蓄電池組連接；
[0009]所述箱體結(jié)構(gòu)上還設(shè)有同位素?zé)犭姲l(fā)生器，所述箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)還設(shè)有流體加熱回路結(jié)構(gòu)，所述同位素?zé)犭姲l(fā)生器用以對流體加熱回路結(jié)構(gòu)中的流體加熱，從而為箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)提供熱量；所述前部底盤上的箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有綜合電子計算機(jī)；
[0010]所述前部底盤上還設(shè)有電磁感應(yīng)耦合器，所述電磁感應(yīng)耦合器通過所述電源控制器與所述蓄電池組連接，所述電磁感應(yīng)耦合器用以通過與外部設(shè)備間的電磁感應(yīng)方式為所述蓄電池組充電。
[0011]可選的，所述的半封閉分體式載人月球車還包括可拆卸安裝于所述車體結(jié)構(gòu)上的兩個扇形柔性太陽電池，安裝后，所述扇形柔性太陽電池陣分別位于所述弧形柔性太陽電池陣的兩側(cè)，所述扇形柔性太陽電池陣通過所述電源控制器與所述蓄電池組連接。
[0012]可選的，所述后部底盤或其上的箱體結(jié)構(gòu)上還設(shè)有外部充電接口，所述外部充電接口通過所述電源控制器與所述蓄電池組連接。
[0013]可選的，所述后部底盤上還設(shè)有機(jī)械手，所述機(jī)械手至少用以響應(yīng)所述綜合電子計算機(jī)的控制信號進(jìn)行動作，從而將外部的充電接頭插入所述外部充電接口。
[0014]可選的，所述前部底盤上的箱體結(jié)構(gòu)的箱蓋采用共型設(shè)計，作為X頻段高增益平板發(fā)射面天線，且最終連接至所述綜合電子計算機(jī)。
[0015]可選的，所述后部底盤上的箱體結(jié)構(gòu)上還設(shè)有X頻段接收天線和X頻段全向發(fā)射天線，所述X頻段接收天線和X頻段全向發(fā)射天線都最終連接至所述綜合電子計算機(jī)。
[0016]可選的，所述前部底盤上的箱體上設(shè)有全景相機(jī)，所述全景相機(jī)與所述綜合電子計算機(jī)連接。
[0017]可選的，所述后部底盤的箱體結(jié)構(gòu)上設(shè)有UHF收發(fā)天線，所述UHF收發(fā)天線最終連接至所述綜合電子計算機(jī)。
[0018]以上描述的本發(fā)明及其具體的可選方案具備以下優(yōu)點:1)柔性太陽電池陣可折疊收攏，分體式底盤可折疊，可最大限度減小發(fā)射時的包絡(luò)空間；2)柔性太陽電池陣可通過光電轉(zhuǎn)換持續(xù)為月球車補(bǔ)充能源；3)半封閉式結(jié)構(gòu)對航天員構(gòu)成有效防護(hù)，避免了帶電月塵和微流星的損害；4)前后底盤采用箱形封閉式結(jié)構(gòu)，具有隔熱保溫作用，為儀器設(shè)備提供了一個溫度相對恒定的封閉式存儲空間；5)前部底盤上箱體的箱蓋與X頻段高增益發(fā)射天線采用了一體化設(shè)計方法；6)自主巡視探測模式下由柔性太陽電池陣提供能源，航天員離開月面后還可作為無人月球車二次利用；7)月夜休眠模式下由同位素?zé)犭姲l(fā)生器供熱，可有效保護(hù)具有溫控要求的儀器設(shè)備；8)車載機(jī)械手可協(xié)助航天員安裝或展開天線、有效載荷等插拔式儀器設(shè)備，以及弧形柔性太陽電池陣，并在月球車完成任務(wù)后實現(xiàn)插拔式接觸充電；8)月球車科考任務(wù)結(jié)束后返回著陸器，可自行通過電磁感應(yīng)耦合器實現(xiàn)非接觸式充電；9)月球車具有與著陸器和航天員、環(huán)繞器、地面的通信能力。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明一實施例中半封閉分體式載人月球車折疊狀態(tài)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明一實施例中車體結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明一實施例中弧形柔性太陽電池陣的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明一實施例中半封閉分體式載人月球車駕駛模式下的示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明一實施例中扇形柔性太陽電池的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下將結(jié)合圖1至圖5對本發(fā)明提供的半封閉分體式載人月球車進(jìn)行詳細(xì)的描述，其為本發(fā)明一可選的實施例，可以認(rèn)為，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不改變本發(fā)明精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改和潤色。
[0025]請參考圖1至圖5，本實施例提供了一種半封閉分體式載人月球車，包括車體結(jié)構(gòu)，所述車體結(jié)構(gòu)包括敞開式結(jié)構(gòu)的中部底盤1、設(shè)于所述中部底盤I兩端的前部底盤2與后部底盤3以及可拆卸地安裝于所述前部底盤2與后部底盤3上的箱體結(jié)構(gòu)19與16，所述前部底盤2和后部底盤3均與所述中部底盤I通過轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)連接，且能夠通過旋轉(zhuǎn)折疊于所述中部底盤I上；折疊時，可以是配置箱體結(jié)構(gòu)19和16的，也可以是不配置的，只要能夠?qū)崿F(xiàn)折疊，就是本發(fā)明力求保護(hù)的方案。
[0026]可見，本發(fā)明分體式底盤可折疊，可最大限度減小發(fā)射時的包絡(luò)空間；前后底盤上采用箱形封閉式結(jié)構(gòu)，具有隔熱保溫作用，為儀器設(shè)備提供了一個溫度相對恒定的封閉式存儲空間；
[0027]該月球車還包括作為上蓋結(jié)構(gòu)的弧形柔性太陽電池陣20，可折疊收攏于所述車體結(jié)構(gòu)上，可以安裝在前部底盤2、中部底盤1、后部底盤3、箱體結(jié)構(gòu)19與16任意之一或多個上，本實施例中，還通過擋板24與所述箱體結(jié)構(gòu)19或前部底盤2連接。本實施例中，中部底盤I兩側(cè)還可拆卸地安裝有側(cè)板23。
[0028]所述弧形柔性太陽電池陣展開后、其尺寸和位置至少覆蓋所述中部底盤的上側(cè)，本實施例中，其不僅覆蓋中部底盤的上側(cè)，還延伸到后部底盤3上的箱體結(jié)構(gòu)16上，這里所稱的覆蓋旨在顯示其能做到遮蓋作用，可以是獨立的覆蓋，也可以是與擋板組合起到覆蓋作用，其首要是為了給中部底盤I中的駕駛?cè)藛T提供遮蓋，其次，將其延伸到后部底盤3上的箱體結(jié)構(gòu)16上可以擴(kuò)大電池陣的面積，所述前部底盤2上的箱體結(jié)構(gòu)19中至少設(shè)置有電源控制器和蓄電池組(圖未示)，所述弧形柔性太陽電池陣通過所述電源控制器與所述蓄電池組連接；可以用以利用太陽電池陣為蓄電池組充電，從而實現(xiàn)供電。
[0029]本發(fā)明的柔性太陽電池陣可通過光電轉(zhuǎn)換持續(xù)為月球車補(bǔ)充能源；弧形柔性太陽電池陣20形成的半封閉式結(jié)構(gòu)對航天員構(gòu)成有效防護(hù)，避免了帶電月塵和微流星的損害；同時，柔性太陽電池陣可折疊收攏，也可最大限度減小發(fā)射時的包絡(luò)空間。自主巡視探測模式下由柔性太陽電池陣提供能源，航天員離開月面后還可作為無人月球車二次利用。
[0030]所述箱體結(jié)構(gòu)19和24中至少一個上還設(shè)有同位素?zé)犭姲l(fā)生器，所述箱體內(nèi)還設(shè)有流體加熱回路結(jié)構(gòu)，所述同位素?zé)犭姲l(fā)生器用以對流體加熱回路結(jié)構(gòu)中的流體加熱，從而為箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)提供熱量；所述前部底盤上2的箱體結(jié)構(gòu)19內(nèi)設(shè)有綜合電子計算機(jī)(圖未示)；月夜休眠模式下由同位素?zé)犭姲l(fā)生器供熱，可有效保護(hù)具有溫控要求的儀器設(shè)備。[0031 ] 所述前部底盤2上還設(shè)有電磁感應(yīng)耦合器18，所述電磁感應(yīng)耦合器18通過所述電源控制器與所述蓄電池組連接，所述電磁感應(yīng)耦合器18用以通過與外部設(shè)備間的電磁感應(yīng)為所述蓄電池組充電。月球車科考任務(wù)結(jié)束后返回著陸器，可自行通過電磁感應(yīng)耦合器實現(xiàn)非接觸式充電。
[0032]在本發(fā)明一可選的實施例中，所述的半封閉分體式載人月球車還包括可拆卸安裝于所述