[实用新型]球形探测车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种球形探测车。

背景技术

在航天领域，新型的外星球无人探测工具的开发目前迫在眉睫。球形车可以作为未来外星无人探测工具，因为它不怕翻转，接收天线始终保持向上；灵活机动，理论上可以实现转弯半径为零。传统的轮系车在机动性，安全性，节能减排等方面已经满足不了人们的要求。新型球形车性能相比于之下具有以下优点：

1、自重轻。在相同条件下，球形车比传统轮系车的自重轻30％--50％。

2、安全性好。球形车可以实现任何转向、甚至发生翻转，车内人员和装置始终处于向上的位置，即乘员和车厢部分不会发生翻转，因而球形车的稳定性也非常好。

3、效率高，节省能源。该车由于自重轻，且行驶时只需球形外壳作驱动轮，行驶阻力小，因而整车的机械效率比较高，能达到很理想的节能环保需要。

4、操作简单，机动性好。该车内部结构简单，故障少，操作非常方便；而且球形车的最小转弯半径小于球形车的直径(理论上为零)，机动性也非常好。

球形车(申请号03128216.4)由内外两个球体构成，利用动力机通过传动杆和传动机构相连，外球内装有齿轮传动机构并且和内球传动装置通过主轴相连。基于此种传动结构的设计，该球形车发明的缺点是操作性较差，特别是球形车整体转向行驶时球形车的敏捷性不够高。

球形车(申请号200710017116.4)同样由内外两个球壳构成，内外球壳之间在顶部有小轮，动力装置在底盘之下，地盘上设有两对互相垂直的陀螺，陀螺轴连接动力装置，有连接动力装置的空气压缩机。在球形车开动时，内外球壳之间形成一层气垫使内球壳悬浮，从而保证内球壳不随外球壳一起滚动。该发明的缺点是使用高压气体使内外球壳分离的方法需要消耗很多能量，使用代价较高。

综上，目前已有的一些球形车发明或者传动机构较为复杂，在恶劣的太空环境中，发生故障的几率会很大；或者耗能大，效率低，经济性很差；同时它们内部空间相对狭小，不便于放置探测设备，影响探测任务的完成。

发明内容

为了克服现有技术传动机构过于复杂和能量利用率较低的不足，本实用新型提供一种球形探测车，采用简单的传动机构，能量利用率大大提高，并为车厢内节省出大量空间。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：球形探测车由两个半球壳拼接而成，两个球壳之间并未连接到一起，有相对于球壳半径不超过5％的间隙。这样天线可以从车厢内伸出球壳外。轴向对称布置两个减速电动机，分别通过两根独立的输出主轴驱动两端的半球壳。轴与球壳之间通过焊接或者键槽销轴连接。电动机下方是探测设备及电源装置。电动机上方是遥控装置。由于球形探测车轴线下方的质量远大于上方，因此重心低于轴线。同时车内装置的总质量远大于球壳质量。球形探测车平稳行驶时，电动机输出力矩让球壳有一个向前滚动的趋势，在球形探测车与地面接触线上(考虑到球壳轴向延伸)则必然受到地面对球形探测车整体向前的摩擦力，即可提供与滚动趋势同方向的力矩。但是摩擦力矩比较小，内部装置重心线与铅垂线之间必然向运动反方向相差一定角度。又因为其重心在球形探测车球心以下，便可以提供一个与球壳运动趋势相反的力矩。这样在球形探测车在平稳运行时，相当于是摩擦力提供向前滚动力矩，而车内装置保持平动状态。

所述的半球壳在其赤道附近有相对于球壳半径不超过15％的轴向延伸。

本实用新型的有益效果是：球形探测车传动机构更为简单，减速电动机直接和外壳相连，取消了过去球形车设计中的复杂传动装置，可以节约大量的内部空间搭载其他有效装置。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1是新型球形探测车的结构示意图；

图2是新型球形探测车的左视图；

图中：1.天线，2.球形探测车外壳，3.电源和遥控装置，4.减速电动机，5.内部探测设备。

具体实施方式

根据图1和图2所示，

球形探测车由两个半椭球壳拼接而成，在球壳的赤道附近有相对于球壳半径不超过15％的轴向延伸。两个球壳之间并未连接到一起，有相对于球壳半径不超过5％的间隙。这样天线可以从车厢内伸出球壳外。轴向对称布置两个减速电动机，分别通过两根独立的输出主轴驱动两端的半球壳。轴与球壳之间可以通过焊接方式固定，也可为了方便拆卸，通过键槽销轴连接固定。两个减速电动机规格(包括功率、电压、转速、额定负载等)完全一样，但由控制系统相互独立控制，通过控制两个电动机不同的转速和转向，完成前进、倒退、左转、右转、原地转圈等各种行驶任务。电动机下方是探测设备及电源装置。电动机上方是遥控装置。内部全部装置的重心要在轴线下，且离轴距离较远，如果难以实现，可以在5中增加配重。同时车内装置的总质量远大于球壳质量。球形探测车平稳行驶时，电动机提供前进的驱动力矩M；同时，内部装置受到一个与驱动力矩等大反向的力矩M′，内部装置重心必然偏离铅垂线一个角度θ，以产生一个重力力矩来平衡力矩M′，这样内部实现稳定，由于内部质量远大于球壳质量，所以θ不会很大。