一种具有越障功能的火星探测车

本发明涉及外太空探索技术领域，特别涉及一种具有越障功能的火星探测车。

火星探测车是一种人造的为了探索火星并能在其表面行驶和进行考察的车辆，传 统的火星探测车大多为六轮式的，轮式车辆在布满岩石的地方越障能力较差，容易陷到石 头缝里，一旦探测车被困住后就等于探测车失去了移动能力，探测任务就会失败，所以急需 一种越障能力较强的探测车。

针对上述问题，本发明提供一种具有越障功能的火星探测车，本发明通过设置两 个分开的底板可以控制左右轮距，增加了探测车在火星上行走的稳定性；每个行走单元都 可以独立行走，独立转向，且具备减震功能，具有较好的操作性和灵活性。

本发明所使用的技术方案是：一种具有越障功能的火星探测车，包括底板、第一伺 服电机、行走单元、打孔固定单元、摄像头、第一电缸、第一铰支座、第五电缸，其特征在于： 所述的底板是一块长方形平板，底板设有两块，每个底板上方都安装有一个第一伺服电机， 第一伺服电机的电机轴上安装有第一铰支座，两个第一铰支座之间通过第一电缸连接起 来，每个第一铰支座的内侧都安装有一个第五电缸，其中一个第五电缸的活塞杆与第一电 缸的缸体下侧铰接连接，另外一个第五电缸的活塞杆端部与第一电缸的伸缩杆下侧铰接； 在每个底板的外侧两个角下方都安装有两个行走单元，所述的行走单元包括第四伺服电 机、上平行板、平行支架、螺旋弹簧、下平行板、第五伺服电机、轮架、第六伺服电机、车轮、第 二铰支座，所述的第四伺服电机固定在底板下方，第四伺服电机的电机轴下部安装有上平 行板，上平行板下部铰接安装有两个平行支架，两个平行支架下部安装有下平行板，下平行 板的下部安装有第五伺服电机，第五伺服电机的电机轴下方安装有轮架，轮架中安装有车 轮，车轮由第六伺服电机驱动，第六伺服电机安装在轮架侧面；所述的螺旋弹簧上端部与一 个平行支架上部的销轴铰接，所述的螺旋弹簧下端部与另外一个平行支架下部的销轴铰 接；在每个底板的外侧都安装有两个打孔固定单元，所述的打孔固定单元包括第一转动关 节、第二电缸、第二转动关节、第三电缸、第二伺服电机、双输出杆电缸、第三伺服电机、钻 头、第二铰支座、弹、涨开半圆板、半圆环棱、第四电缸、梯形块，所述的第一转动关节与 底板固定连接，第一转动关节的转动部分与第二电缸的伸缩杆固定连接，第一转动关节的 转动方向为上下方向，第二电缸的缸体后端部安装有一个第二转动关节，第二转动关节的 转动部分第三电缸的伸缩杆固定连接，第二转动关节为水平转动方向，第三电缸的缸体后 端部安装有第二伺服电机，第二伺服电机的电机轴上安装有双输出杆电缸，所述的双输出 杆电缸具有两个伸缩杆，其中一个伸缩杆端部安装有第三伺服电机，第三伺服电机的电机 轴上安装有钻头，另外一个伸缩杆的端部安装有两个第二铰支座，每个第二铰支座的外侧 都安装有一个弹，每个第二铰支座上还铰接安装有一个涨开半圆板，所述的涨开半圆 板为半圆管形状，涨开半圆板上设有若干半圆环棱，涨开半圆板的内侧设有一个三角形固 定块，两个第二铰支座中间设有一个第四电缸，第四电缸的伸缩杆端部设有梯形块，梯形块 的两侧与三角形的斜面滑动配合，弹的端部与涨开半圆板的外侧接触并产生一定的压 力，使两个涨开半圆板相互靠拢。

本发明有益效果：

1.本发明通过设置两个分开的底板可以控制左右轮距，增加了探测车在火星上行走的 稳定性。

2.每个行走单元都可以独立行走，独立转向，且具备减震功能，具有较好的操作性 和灵活性。

3.通过打孔固定单元可以先打孔，再通过涨开半圆板在岩石孔中撑开并固定，配 合两个第五电缸、两个第一伺服电机、第一电缸可以使另个底板在岩石上不断向前移动，提 高了探测车的越障能力。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的第五电缸安装示意图。

图3为本发明的打孔固定单元示意图。

图4为本发明的涨开半圆板安装示意图。

图5为本发明的行走单元结构示意图。

附图标号：1-底板；2-第一伺服电机；3-行走单元；4-打孔固定单元；5-摄像头；6- 第一电缸；7-第一铰支座；8-第五电缸；301-第四伺服电机；302-上平行板；303-平行支架； 304-螺旋弹簧；305-下平行板；306-第五伺服电机；307-轮架；308-第六伺服电机；309-车 轮；401-第一转动关节；402-第二电缸；403-第二转动关节；404-第三电缸；405-第二伺服电 机；407-双输出杆电缸；408-第三伺服电机；409-钻头；410-第二铰支座；411-弹；412- 涨开半圆板；413-半圆环棱；414-第四电缸；415-梯形块。

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种具有越障功能的火星探测车，包括底板1、第一伺服 电机2、行走单元3、打孔固定单元4、摄像头5、第一电缸6、第一铰支座7、第五电缸8，其特征 在于：所述的底板1是一块长方形平板，底板1设有两块，每个底板1上方都安装有一个第一 伺服电机2，第一伺服电机2的电机轴上安装有第一铰支座7，两个第一铰支座7之间通过第 一电缸6连接起来，每个第一铰支座7的内侧都安装有一个第五电缸8，其中一个第五电缸8 的活塞杆与第一电缸6的缸体下侧铰接连接，另外一个第五电缸8的活塞杆端部与第一电缸 6的伸缩杆下侧铰接；在每个底板1的外侧两个角下方都安装有两个行走单元3，所述的行走 单元3包括第四伺服电机301、上平行板302、平行支架303、螺旋弹簧304、下平行板305、第五 伺服电机306、轮架307、第六伺服电机308、车轮309、第二铰支座410，所述的第四伺服电机 301固定在底板1下方，第四伺服电机301的电机轴下部安装有上平行板302，上平行板302下 部铰接安装有两个平行支架303，两个平行支架303下部安装有下平行板305，下平行板305 的下部安装有第五伺服电机306，第五伺服电机306的电机轴下方安装有轮架307，轮架307 中安装有车轮309，车轮309由第六伺服电机308驱动，第六伺服电机308安装在轮架307侧 面；所述的螺旋弹簧304上端部与一个平行支架303上部的销轴铰接，所述的螺旋弹簧304下 端部与另外一个平行支架303下部的销轴铰接；在每个底板1的外侧都安装有两个打孔固定 单元4，所述的打孔固定单元4包括第一转动关节401、第二电缸402、第二转动关节403、第三 电缸404、第二伺服电机405、双输出杆电缸407、第三伺服电机408、钻头409、第二铰支座 410、弹411、涨开半圆板412、半圆环棱413、第四电缸414、梯形块415，所述的第一转动 关节401与底板1固定连接，第一转动关节401的转动部分与第二电缸402的伸缩杆固定连 接，第一转动关节401的转动方向为上下方向，第二电缸402的缸体后端部安装有一个第二 转动关节403，第二转动关节403的转动部分第三电缸404的伸缩杆固定连接，第二转动关节 403为水平转动方向，第三电缸404的缸体后端部安装有第二伺服电机405，第二伺服电机 405的电机轴上安装有双输出杆电缸407，所述的双输出杆电缸407具有两个伸缩杆，其中一 个伸缩杆端部安装有第三伺服电机408，第三伺服电机408的电机轴上安装有钻头409，另外 一个伸缩杆的端部安装有两个第二铰支座410，每个第二铰支座410的外侧都安装有一个弹 411，每个第二铰支座410上还铰接安装有一个涨开半圆板412，所述的涨开半圆板412 为半圆管形状，涨开半圆板412上设有若干半圆环棱413，涨开半圆板412的内侧设有一个三 角形固定块，两个第二铰支座410中间设有一个第四电缸414，第四电缸414的伸缩杆端部设 有梯形块415，梯形块415的两侧与三角形的斜面滑动配合，弹411的端部与涨开半圆板 412的外侧接触并产生一定的压力，使两个涨开半圆板412相互靠拢。

本发明工作原理：本发明在平地上通过四个行走单元3在火星上行走，每个行走单 元3通过第四伺服电机301控制上平行板302转动，通过第五伺服电机306控制轮架307转动， 螺旋弹簧304可以减震，通过第六伺服电机308控制车轮309转动，摄像头5采集地面信息，当 探测车在火星表面上遇到岩石等障碍物时无法用车轮309行走时则通过底板1上的打孔固 定单元4在地面上打孔，具体方法如下：交替使用每个底板1上的两个打孔固定单元4在岩石 上打孔，首先第一转动关节401、第二转动关节403、第二电缸402、第三电缸404联动使钻头 409移动到岩石上方，下一步双输出杆电缸407控制钻头409下行并启动第三伺服电机408， 使钻头409在岩石上打孔，打完孔后钻头409退出，下一步第二伺服电机405带动双输出杆电 缸407旋转180度，下一步双输出杆电缸407控制两个涨开半圆板412钻进之前打好的孔中， 下一步第四电缸414收缩并带动梯形块415向内移动，梯形块415使两个涨开半圆板412张 开，两个涨开半圆板412通过半圆环棱413与岩石孔接触并固定，下一步两个第五电缸8、两 个第一伺服电机2、第一电缸6联动使另外一个底板1抬起并向前移动一段距离，待该底板1 落地后则前两个负责打孔的打孔固定单元4的涨开半圆板412从岩石孔中退出，下一步另外 两个打孔固定单元4打孔并固定在岩石上，如此交替进行使两个底板1不断在岩石上移动， 直到再次回到平地上，回到平地后再次通过车轮309行走。