Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Тележка-качалка
В движении - неверно показывает, что шасси находится в горизонтальном положении; шасси фактически поддерживает среднее значение двух рокеров
Тележка рокера на Curiosity

Коромысла-выдвижная система представляет собой суспензию конструкция разработана в 1988 году для использования в НАСА «ы марсохода Соджорнера , [1] [2] [3] и который с тех пор стало НАСА » благоприятствований дизайна с для вездеходов. [4] Он использовался в роботах Spirit and Opportunity миссии Mars Exploration Rover 2003 года [5] на марсоходе Curiosity миссии Mars Science Laboratory (MSL) 2012 года [6] и марсоходе Perseverance Mars 2020 .[7]

«Коромысло» подвески происходит от качающейся стороны более крупного рычажного механизма, установленного на корпусе с каждой стороны марсохода. Эти коромысла соединены друг с другом и с шасси автомобиля через дифференциал . По отношению к шасси коромысла будут вращаться в противоположных направлениях, чтобы поддерживать приблизительно равный контакт колес. Шасси поддерживает средний угол наклона обоих коромысел. Один конец коромысла снабжен ведущим колесом, а другой конец шарнирно прикреплен к тележке.

Под « тележкой » подвески понимается меньший рычажный механизм, который поворачивается к коромыслу посередине и имеет ведущее колесо на каждом конце. Bogies были широко используются в качестве опорных колес в следах армейских танков , как бездельники , распределяющих нагрузку по местности, а также довольно широко используются в трейлерах из полуприцепов . И цистерны, и полуприцепы теперь предпочитают подвеску на продольных рычагах .

На марсоходе Sojourner передние колеса прикрепляются к тележкам, в то время как на марсоходах MER и MSL передние колеса прикрепляются к коромыслам.

Дизайн [ править ]

Конструкция качающейся тележки не имеет пружин или поворотных осей для каждого колеса, что позволяет марсоходу преодолевать препятствия (например, камни), которые в два раза больше диаметра колеса, при этом все шесть колес остаются на земле. [8] Как и в случае с любой другой системой подвески, устойчивость к опрокидыванию ограничена высотой центра тяжести. Системы, использующие пружины, имеют тенденцию к более легкому опрокидыванию, поскольку нагруженная сторона прогибается. Исходя из центра масс, марсоход Curiosity миссии Mars Science Laboratory может выдерживать наклон не менее 45 градусов в любом направлении без опрокидывания, но автоматические датчики ограничивают наклон марсохода более чем на 30 градусов. [9] Система предназначена для использования на низкой скорости около 10 сантиметров в секунду (3,9 дюйма / с), чтобы минимизировать динамические удары и последующие повреждения автомобиля при преодолении значительных препятствий.

Лаборатория реактивного движения утверждает , что эта система коромысла тележки уменьшает движение основного корпуса транспортного средства РОК в два раза по сравнению с другими системами подвески. [ необходима цитата ] Каждое из шести колес марсохода Curiosity имеет независимый двигатель . [10]Два передних и два задних колеса имеют индивидуальные двигатели рулевого управления, которые позволяют автомобилю поворачиваться на месте. На каждом колесе также есть шипы, обеспечивающие сцепление при лазании по мягкому песку и скалолазанию. Максимальная скорость роботов, управляемых таким образом, ограничена, чтобы устранить как можно больше динамических эффектов, чтобы двигатели могли быть понижены, что позволяет каждому колесу индивидуально поднимать большую часть всей массы транспортного средства.

Чтобы преодолеть вертикальную поверхность препятствия, передние колеса прижимаются к препятствию центральными и задними колесами. Вращение переднего колеса поднимает переднюю часть автомобиля вверх и преодолевает препятствие. Среднее колесо затем прижимается к препятствию задними колесами и тянется к препятствию передними, пока оно не будет поднято вверх и снова. Наконец, заднее колесо преодолевает препятствие двумя передними колесами. При каждом прохождении колеса через препятствие продвижение автомобиля вперед замедляется или полностью прекращается. Это не проблема для эксплуатационных скоростей, на которых эти автомобили эксплуатировались до настоящего времени.

Одним из будущих применений марсоходов будет помощь космонавтам во время наземных операций. Чтобы быть полезным помощником, марсоход должен двигаться со скоростью, по крайней мере, со скоростью ходьбы человека. Другие предложенные миссии, такие как солнечно-синхронный лунный полярный вездеход , требуют еще большей скорости (4–10 км / ч).

См. Также [ править ]

  • iBOT
  • Уипплетри (механизм)

Ссылки [ править ]

  1. ^ США 4840394 , Дональд Б. Bickler, "сочлененная подвеска системы", опубликованная 1988-04-21, выданная 1989-06-20, назначен NASA 
  2. ^ «Библиография рефератов патентов НАСА, раздел 1. Рефераты» (PDF) . АРТИКУЛИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПОДВЕСКИ. Июнь 1990 г. с. 19. Журнал Cite требует |magazine=( помощь )
  3. ^ Биклер, Дональд (апрель 1998 г.). «Путешествие по Марсу» . Машиностроение . С. 74–77. Архивировано из оригинала на 2008-10-22.
  4. ^ Миллер, Дэвид П .; Ли, Цзы-Лян (17–21 марта 2002 г.). «Скоростной переход по пересеченной местности с использованием системы подвижности коромысла» (PDF) . Proceedings of Space 2002: Восьмая международная конференция и выставка по проектированию, строительству, эксплуатации и бизнесу в космосе, а также материалы конференции Robotics 2002: Пятая международная конференция и выставка / демонстрация робототехники для сложных ситуаций и сред . Космос 2002 и Робототехника 2002. Альбукерке, Нью-Мексико. ISBN  0-7844-0625-1.
  5. ^ "Rover Wheels" . Марсоходы: Миссия . НАСА . Проверено 29 марта 2019 .
  6. ^ "Колеса и ноги" . Марсианская научная лаборатория: марсоход Curiosity . НАСА . Проверено 29 марта 2019 .
  7. ^ "Rover Wheels" . Миссия Марс 2020 . НАСА . Проверено 29 марта 2019 .
  8. Перейти ↑ Reina, Giulio (2013). «О мобильности вездеходов». Промышленный робот : 12. doi : 10.1108 / 01439911311297720 .
  9. ^ Маковский, Андре; Илотт, Питер; Тейлор, Джим (ноябрь 2009 г.). "Проект системы связи лаборатории Mars Science" (PDF) . Пасадена, Калифорния: Лаборатория реактивного движения . Проверено 7 августа 2012 .
  10. ^ Гросс, Майкл А .; Карделл, Грег (6 июня 2011 г.). Обзор Марсианской научной лаборатории НАСА (PDF) . 9-я Европейская конференция по космической энергетике (ESPC). Сент-Рафаэль, Франция.