優(yōu)化布局的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，尤其涉及一種優(yōu)化布局的載人月球車。
【背景技術(shù)】
[0002]載人月球車主要用來擴(kuò)展航天員月面活動(dòng)范圍，搭載航天員、科學(xué)儀器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離月面勘探和試驗(yàn)，以及為登月服提供電能補(bǔ)給，是整個(gè)月球探測計(jì)劃中的重要組成部分。
[0003]在阿波羅前期的載人探月任務(wù)中，由于缺少代步工具，航天員只能穿著登月服在月面上蹣跚行走。阿波羅11、阿波羅12和阿波羅14行走路程分別達(dá)到了 250m、2km和3.3km，最大活動(dòng)范圍分別為61m、213m和213m。載人月球車的使用極大地?cái)U(kuò)大了航天員的活動(dòng)范圍。阿波羅15號、16號和17號航天員驅(qū)車分別行進(jìn)了 27.9km,27.1km,36.1km，活動(dòng)范圍擴(kuò)大到5km、4.5km、7.6km，歷時(shí)3小時(shí)2分鐘、3小時(shí)26分鐘、4小時(shí)26分鐘。
[0004]“阿波羅載人月球車”(Apollo Lunar Roving Vehicle，LRV)是一個(gè)具有基本配置和功能的經(jīng)典月球車，只在白天工作。結(jié)構(gòu)類似敞開式吉普車，車體大部分采用鋁合金結(jié)構(gòu)，具有四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，采用獨(dú)立的梯形轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，輪胎外表面包覆有金屬網(wǎng)。此外，NASA還陸續(xù)研宄了各種構(gòu)型和用途的概念月球車，包括非增壓式月球車、增壓式月球車以及用于月球基地建設(shè)的工程車。
[0005]目前國內(nèi)包括航天五院、八院、哈工大、重慶大學(xué)、兵工201所、南航等科研院所參與了載人月球車研宄工作，但總體上處于起步階段，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，自主創(chuàng)新的內(nèi)容不多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是結(jié)構(gòu)緊湊，操作便捷，安全可靠性好的優(yōu)化布局的載人月球車。
[0007]為了解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種優(yōu)化布局的載人月球車，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)；
[0008]所述前部底盤的箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有綜合電子計(jì)算機(jī)以及環(huán)繞所述綜合電子計(jì)算機(jī)布置的慣性組件、陀螺儀、X頻段高增益平板反射面天線放大器、X頻段高增益平板反射面天線應(yīng)答機(jī)、紅外成像光譜儀電控箱、機(jī)構(gòu)控制設(shè)備、蓄電池組、電源控制器和圖像處理器；所述慣性組件、陀螺儀、X頻段高增益平板反射面天線應(yīng)答機(jī)、紅外成像光譜儀電控箱、機(jī)構(gòu)控制設(shè)備、蓄電池組、電源控制器和圖像處理器均與所述綜合電子計(jì)算機(jī)連接；
[0009]所述前部底盤的箱體結(jié)構(gòu)上設(shè)有全景相機(jī)和紅外成像光譜儀，所述前部底盤的前端設(shè)有避障相機(jī)，所述避障相機(jī)和全景相機(jī)均與所述圖像處理器連接；所述紅外成像光譜儀與所述紅外成像光譜儀電控箱連接；
[0010]所述慣性組件和陀螺儀位于該箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)的前端位置，所述蓄電池組位于該箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)的后端位置，所述電源控制器相鄰所述蓄電池組設(shè)置，且與所述蓄電池組連接；
[0011]所述前部底盤的箱體結(jié)構(gòu)的箱蓋采用共型設(shè)計(jì)，作為X頻段高增益平板發(fā)射面天線，且連接至該箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述X頻段高增益平板反射面天線放大器，所述X頻段高增益平板反射面天線放大器連接所述X頻段高增益平板反射面天線應(yīng)答機(jī)；
[0012]所述后部底盤的箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有測月雷達(dá)電控箱、X頻段固態(tài)放大器、X頻段應(yīng)答機(jī)、微波開關(guān)、雙工器、UHF頻段固態(tài)放大器和UHF頻段應(yīng)答機(jī)，所述后部底盤的箱體結(jié)構(gòu)上設(shè)有X頻段全向發(fā)射天線和X頻段全向接收天線，所述X頻段全向發(fā)射天線通過所述微波開關(guān)連接至所述X頻段固態(tài)放大器和X頻段應(yīng)答機(jī)，所述X頻段固態(tài)放大器也連接所述X頻段應(yīng)答機(jī)，所述X頻段固態(tài)放大器和所述X頻段高增益平板反射面天線放大器均連接至所述微波開關(guān)，所述微波開關(guān)連接至所述綜合電子計(jì)算機(jī)。
[0013]可選的，所述微波開關(guān)和雙工器位于所述后部底盤的箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)前端的位置。
[0014]可選的，所述中間底盤上設(shè)有沿車體結(jié)構(gòu)寬度方向可拆卸地排布的兩個(gè)個(gè)乘務(wù)座椅，其中一個(gè)乘務(wù)座椅下設(shè)有樣本儲存袋，另一個(gè)乘務(wù)座椅下設(shè)有采樣工具箱，兩個(gè)所述乘務(wù)座椅之間設(shè)有操作手柄，所述操作手柄與所述機(jī)構(gòu)控制設(shè)備連接，兩個(gè)所述乘務(wù)座椅后側(cè)設(shè)有生保系統(tǒng)。
[0015]可選的，所述前部底盤的前端設(shè)有微型質(zhì)譜儀。
[0016]可選的，所述后部底盤的尾端設(shè)置有機(jī)械臂，所述機(jī)械臂上設(shè)有顯微成像儀器、α粒子X射線光譜儀和巖心取樣器，所述后部底盤的箱體上還設(shè)有月面樣本分析儀，所述機(jī)械臂、顯微成像儀器、α粒子X射線光譜儀、巖心取樣器和月面樣本分析儀均與所述綜合電子計(jì)算機(jī)連接。
[0017]可選的，所述前部底盤上還設(shè)有一個(gè)自由度活動(dòng)平臺，所述自由度活動(dòng)平臺位于前部底盤上的箱體結(jié)構(gòu)的后側(cè)，所述自由度活動(dòng)平臺上設(shè)有激光通信設(shè)備，所述激光通信設(shè)備與所述綜合電子計(jì)算機(jī)連接。
[0018]可選的，所述前部底盤的前端還設(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。
[0019]本發(fā)明及其可選的方案具備以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]I)外部儀器設(shè)備布局充分考慮其工作空間，不會產(chǎn)生干涉和遮擋；2)Χ頻段高增益平板發(fā)射面天線與月球車前端箱蓋采用了一體化設(shè)計(jì)方法；3)電磁感應(yīng)耦合器在前避障相機(jī)的雙目視覺導(dǎo)引下，自主實(shí)現(xiàn)非接觸式感應(yīng)充電；4)激光通信設(shè)備在對地面進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)具有自動(dòng)跟蹤瞄準(zhǔn)功能；5)機(jī)械臂在后避障相機(jī)的雙目視覺導(dǎo)引下，具有雙臂協(xié)同采樣、分析和封裝功能；6)內(nèi)部儀器設(shè)備置于前部底盤和后部底盤的封閉式箱體中，滿足了月晝工作和月夜休眠的溫控要求；7)由避障相機(jī)、慣性組件等構(gòu)成的組合導(dǎo)航系統(tǒng)具有自主導(dǎo)航和月面相對定位功能；8)蓄電池組根據(jù)工作需求可選擇月球車的太陽電池陣或著陸器進(jìn)行充電；9)雙工器保證了發(fā)射和接收兩端能夠同時(shí)正常工作；10)Χ頻段固態(tài)放大器、X頻段應(yīng)答機(jī)與X頻段高增益平板反射面天線放大器、X頻段高增益平板反射面天線應(yīng)答機(jī)相互備份；11)乘員操控系統(tǒng)布局從可達(dá)、可視、可操控性以及舒適性等方面進(jìn)行人機(jī)工效設(shè)計(jì)；12)乘務(wù)座椅采用即插即用接口，可在月面由航天員組裝后使用；13)發(fā)射時(shí)處于折疊狀態(tài)的儀表臺和操縱手柄可在月面由航天員展開后使用；14)生保系統(tǒng)置于乘務(wù)座椅后側(cè)，航天員駕乘時(shí)可優(yōu)先使用車載生保系統(tǒng)；15)有效載荷布局時(shí)充分考慮了其工作空間；16)全景相機(jī)和紅外成像光譜儀可實(shí)現(xiàn)大角度俯仰和偏擺，擴(kuò)大了觀測范圍；17)月面樣本分析儀具有樣品原位分析功能；18)顯微成像儀、α粒子X射線光譜儀、巖心取樣器可根據(jù)探測需求切換工位進(jìn)入使用狀態(tài)。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中載人月球車外部儀器設(shè)備布局示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中載人月球車內(nèi)部儀器設(shè)備布局示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中載人月球車乘員操控系統(tǒng)布局示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中載人月球車有效載荷布局示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下將結(jié)合圖1至圖4對本發(fā)明提供的優(yōu)化布局的載人月球車進(jìn)行詳細(xì)的描述，其為本發(fā)明可選的實(shí)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。
[0026]請參考圖1至圖4，本實(shí)施例提供了一種優(yōu)化布局的載人月球車，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45、設(shè)于所述中部底盤45兩端的前部底盤44與后部底盤43以及可拆卸地安裝于所述前部底盤44與后部底盤43上的箱體結(jié)構(gòu)19與24 ;
[0027]所述前部底盤44的箱體結(jié)構(gòu)19內(nèi)設(shè)有綜合電子計(jì)算機(jī)29以及環(huán)繞所述綜合電子計(jì)算機(jī)29布置的慣性組件11、陀螺儀30、X頻段高增益平板反射面天線放大器28、X頻段高增益平板反射面天線應(yīng)答機(jī)27、紅外成像光譜儀電控箱26、機(jī)構(gòu)控制設(shè)備25、蓄電池組14、電源控制器13和圖像處理器12