阅读说明：本技术 Z型高折展比小型月球车 (Z-shaped small lunar vehicle with high folding-unfolding ratio ) 是由 唐加琪 仲苏 周琦伦 王享龙 兰宇 邹猛 于 2021-09-10 设计创作，主要内容包括：Z型高折展比小型月球车,其车体通过四个电机与车梁连接,车梁另一端连接两个车头,两个车头分别有两个电机与四个转动杆相连,转动杆另一端连接扭矩梁悬架,扭矩梁悬架通过电机与车轮杆连接,车轮杆一端通过电机与车轮相连,折叠椅折叠状态呈平板状态,折叠椅通过转动副与车体相连,折叠椅收纳在车体内部的空间里；前车梁和后车梁一前一后布设,脚蹬与前车梁连接；支撑座安装在后车梁；把手伸缩杆在折叠状态下伸缩并收纳于前车梁内部中空空间。本发明采用高折展比的折展机构,用电机进行驱动,可以让月球车的携带、运输和折展十分方便,而可靠的折展机构则可以让使用人员在月球的极端条件下轻松完成展开并应对紧急情况。(The Z-shaped small lunar rover with high folding-unfolding ratio has a rover body connected with a rover beam through four motors, the other end of the rover beam is connected with two rover heads, the two rover heads are respectively provided with two motors which are connected with four rotating rods, the other end of each rotating rod is connected with a torsion beam suspension, the torsion beam suspension is connected with a rover rod through the motor, one end of the rover rod is connected with a rover wheel through the motor, a folding chair is in a flat-plate shape in a folding state, the folding chair is connected with the rover body through a revolute pair, and the folding chair is accommodated in a space inside the rover body; the front vehicle beam and the rear vehicle beam are arranged in tandem, and the pedals are connected with the front vehicle beam; the supporting seat is arranged on the rear vehicle beam; the handle telescopic rod is telescopic and contained in the hollow space inside the front vehicle beam in a folded state. The folding and unfolding mechanism with high folding and unfolding ratio is driven by a motor, so that the lunar vehicle is very convenient to carry, transport and fold and unfold, and the reliable folding and unfolding mechanism can enable users to easily unfold the lunar vehicle under the extreme conditions of the moon and deal with emergency situations.)

Z型高折展比小型月球车

技术领域

本发明属于航空航天领域，具体涉及一种Z型高折展比小型月球车。

背景技术

各类交通工具都有配套的应急设备如汽车的逃生斧、飞机的救生筏等。

伴随着嫦娥三号、嫦娥四号的发射，我国的月球无人探测技术基本成熟，载人登月也提上了日程。为配合载人登月工程的顺利实施，以及为月面可能发生的紧急情况提出应对方案，为后续月球基地建设远景目标进行技术储备。需要进行载人应急月球车的预先研究设计，而一款性能优异的高折展比小型应急月球车可以为宇航员的安全增添一份保障。

发明内容

运载火箭将空间探测器送入太空，但是运载火箭的运载空间十分有限。

为了减少应急车在运输时占据的空间，提高应急车运输的可行性，我们设计了Z型折叠展开的机构。采用电推杆交错式与车侧板套筒相配合的布置方案。合理的利用结构，增加了电推杆尺寸。在电推杆尺寸有限的情况下，提高了车身整体的横向展开尺寸。后车板的主体采用两段套筒式，通过安装电机，其后车板主体可绕其自身轴线自转，使之与后车板的结构相配合。每个车轮由独立电机控制，采用差速式旋转结构，放弃了传统机械式旋转结构，节省了运输空间。

考虑到在太空的恶劣条件下，宇航员的行动受到很大的限制，我们在关键部位安装电机辅助宇航员折叠展开。

一种Z型高折展比小型月球车，包括有车轮、车轮杆、扭矩梁悬架、转动杆、齿轮、电机、车头、车梁、脚蹬、车体、把手伸缩杆、折叠椅、支撑座、车头齿轮和中间传动齿轮；车梁包括前车梁和后车梁；

车体通过四个电机与车梁连接，车梁另一端连接两个车头，两个车头分别有两个电机与四个转动杆相连，转动杆另一端连接扭矩梁悬架，扭矩梁悬架通过电机与车轮杆连接，车轮杆一端通过电机与车轮相连，折叠椅折叠状态呈平板状态，折叠椅通过转动副与车体相连，折叠椅收纳在车体内部的空间里；前车梁和后车梁一前一后布设，脚蹬与前车梁连接，脚蹬与前车梁的连接处为前车梁前端；支撑座安装在后车梁，支撑座和后车梁的连接处为后车梁后端；把手伸缩杆在折叠状态下伸缩并收纳于前车梁内部中空空间；形成类似套杆的折叠伸缩结构。

Z型高折展比小型月球车采用差速转向。

本发明的工作过程和原理：

电机、转动杆和齿轮构成横向展开机构，折叠状态时转动杆与扭矩梁悬架连接并与扭矩梁悬架呈90°，其长度方向与前车梁长度方向一致，展开时转动杆相对于起始位置旋转90°，齿轮通过齿带传动由车头的齿轮通过中间传动齿轮传递到扭矩梁悬架上的齿轮使扭矩梁悬架反向旋转90°，使得转动杆与扭矩梁悬架夹角转变为零，形成一直线；由于转动杆的长度变为整车横向尺寸的组成部分，这样使得整车的横向尺寸得到增长，以此实现展开。

月球车通过Z型结构的展开实现纵向尺寸的伸长，两车梁通过两对四组电机与车体相连，一开始，前车梁、车体与后车梁呈Z字型，只有后车梁一开始与水平地面相平行，此时也即仅有支撑座与地面接触，整车展开时电机带动前车梁与车体旋转，车体相对于后车梁旋转，前车梁相对于车体旋转，同时与扭矩梁悬架连接的电机转动车轮杆使车前部两个轮子在车轮杆的带动下离地，这样使得前后车梁与车体转至同一水平面内，整车如同向地面“躺平”，由Z字型变为一字型，月球车实现纵向的伸长，完成展开。

在竖直方向上，车轮杆一端与电机、扭矩梁悬架相连接，一端与车轮连接，扭矩梁悬架上的电机带动车轮杆向下转动，迫使车轮触地，并反作用于车身，使整个车身抬升从而获得一定的离地尺寸，月球车主要通过Z型折展方式和杆件、电动机、齿轮传动机构相配合，实现三个方向的展开与折叠。

折叠椅折叠收纳在底板空间内，手动展开并受自锁限位，折叠时把手伸缩杆收纳于前梁空心内，形成类似套杆结构，其结构内部有两个弹簧销轴限位，通过手动操作的方式，拉出并伸长折叠伸缩把手。

本发明的有益效果：

本发明是一种宇航员在月面上工作的应急装置，本发明采用高折展比的折展机构，用电机进行驱动，可以让月球车的携带、运输和折展十分方便，而可靠的折展机构则可以让使用人员在月球的极端条件下轻松完成展开并应对紧急情况。月球车采用差速转向，使结构更为简单。

附图说明

图1是Z型高折展比小型月球车折叠状态示意图；

图2是Z型高折展比小型月球车展开状态示意图；

图3是Z型高折展比小型月球车展开过程示意图。

其中：1-车轮；2-车轮杆；3-扭矩梁；4-转动杆；5-齿轮；6-电机；7-车头；8-车梁；9-脚蹬；10-车体；11-把手伸缩杆；12-折叠椅；13-支撑座；14-车头齿轮；15-中间传动齿轮。

具体实施方式

本发明的目的在于为宇航员的月面活动提供紧急情况下的应急措施，通过基于此理念的高折展比小型概念月球车概念设计，为小型月球车提供一种高效的折展方案，并能作为一种宇航员月面活动的应急方案，本发明对现代的载人登月工程有一定意义。

一种Z型高折展比小型月球车，包括有车轮1、车轮杆2、扭矩梁悬架3、转动杆4、齿轮5、电机6、车头7、车梁8、脚蹬9、车体10、把手伸缩杆11、折叠椅12、支撑座13、车头齿轮14和中间传动齿轮15；车梁8包括前车梁和后车梁；

车体10通过四个电机6与车梁8连接，车梁8另一端连接两个车头7，两个车头7分别有两个电机6与四个转动杆4相连，转动杆4另一端连接扭矩梁悬架3，扭矩梁悬架3通过电机6与车轮杆2连接，车轮杆2一端通过电机6与车轮1相连，折叠椅12折叠状态呈平板状态，折叠椅12通过转动副与车体10相连，折叠椅12收纳在车体10内部的空间里；前车梁和后车梁一前一后布设，脚蹬9与前车梁连接，脚蹬9与前车梁的连接处为前车梁前端；支撑座13安装在后车梁，支撑座13和后车梁的连接处为后车梁后端；把手伸缩杆11在折叠状态下伸缩并收纳于前车梁内部中空空间；形成类似套杆的折叠伸缩结构。

Z型高折展比小型月球车采用差速转向，

本发明的工作过程和原理：

电机6、转动杆4和齿轮5构成横向展开机构，折叠状态时转动杆4与扭矩梁悬架3连接并与扭矩梁悬架3呈90°，其长度方向与前车梁长度方向一致，展开时转动杆4相对于起始位置旋转90°，齿轮5通过齿带传动由车头7的齿轮14通过中间传动齿轮15传递到扭矩梁悬架3上的齿轮5使扭矩梁悬架3反向旋转90°，使得转动杆4与扭矩梁悬架3夹角转变为零，形成一直线；由于转动杆4的长度变为整车横向尺寸的组成部分，这样使得整车的横向尺寸得到增长，以此实现展开。

月球车通过Z型结构的展开实现纵向尺寸的伸长，两车梁通过两对四组电机6与车体10相连，一开始，前车梁、车体10与后车梁8呈Z字型，只有后车梁一开始与水平地面相平行，此时也即仅有支撑座13与地面接触，整车展开时电机6带动前车梁与车体10旋转，车体10相对于后车梁旋转，前车梁相对于车体10旋转，同时与扭矩梁悬架3连接的电机6转动车轮杆2使车前部两个轮子在车轮杆2的带动下离地，这样使得前后车梁与车体10转至同一水平面内，整车如同向地面“躺平”，由Z字型变为一字型，月球车实现纵向的伸长，完成展开。

在竖直方向上，车轮杆2一端与电机6、扭矩梁悬架3相连接，一端与车轮1连接，扭矩梁悬架3上的电机6带动车轮杆2向下转动，迫使车轮1触地，并反作用于车身，使整个车身抬升从而获得一定的离地尺寸，月球车主要通过Z型折展方式和杆件、电动机、齿轮传动机构相配合，实现三个方向的展开与折叠。

折叠椅12折叠收纳在底板空间内，手动展开并受自锁限位，折叠时把手伸缩杆11收纳于前梁空心内，形成类似套杆结构。其结构内部有两个弹簧销轴限位，通过手动操作的方式，拉出并伸长折叠伸缩把手11。

Z型高折展比小型月球车采用差速转向，使结构更为简单。