优化布局的载人月球车制造技术

本发明专利技术提供了一种优化布局的载人月球车，至少具备以下优点：外部仪器设备布局充分考虑其工作空间，不会产生干涉和遮挡；X频段高增益平板发射面天线与月球车前端箱盖采用了一体化设计方法；内部仪器设备置于前部底盘和后部底盘的封闭式箱体中，满足了月昼工作和月夜休眠的温控要求；由避障相机、惯性组件等构成的组合导航系统具有自主导航和月面相对定位功能；双工器保证了发射和接收两端能够同时正常工作；X频段固态放大器、X频段应答机与X频段高增益平板反射面天线放大器、X频段高增益平板反射面天线应答机相互备份；有效载荷布局时充分考虑了其工作空间；全景相机和红外成像光谱仪可实现大角度俯仰和偏摆，扩大了观测范围。

【技术实现步骤摘要】
优化布局的载人月球车
本专利技术涉及载人登月
，尤其涉及一种优化布局的载人月球车。
技术介绍
载人月球车主要用来扩展航天员月面活动范围，搭载航天员、科学仪器设备进行远距离月面勘探和试验，以及为登月服提供电能补给，是整个月球探测计划中的重要组成部分。在阿波罗前期的载人探月任务中，由于缺少代步工具，航天员只能穿着登月服在月面上蹒跚行走。阿波罗11、阿波罗12和阿波罗14行走路程分别达到了250m、2km和3.3km，最大活动范围分别为6lm、213m和213m。载人月球车的使用极大地扩大了航天员的活动范围。阿波罗15号、16号和17号航天员驱车分别行进了27.9km、27.1km、36.1km，活动范围扩大到5km、4.5km、7.6km，历时3小时2分钟、3小时26分钟、4小时26分钟。“阿波罗载人月球车”(ApolloLunarRovingVehicle，LRV)是一个具有基本配置和功能的经典月球车，只在白天工作。结构类似敞开式吉普车，车体大部分采用铝合金结构，具有四轮独立驱动，采用独立的梯形转向机构，轮胎外表面包覆有金属网。此外，NASA还陆续研究了各种构型和用途的概念月球车，包括非增压式月球车、增压式月球车以及用于月球基地建设的工程车。目前国内包括航天五院、八院、哈工大、重庆大学、兵工201所、南航等科研院所参与了载人月球车研究工作，但总体上处于起步阶段，还停留在对阿波罗载人月球车和NASA新概念载人月球车的跟踪研究阶段，自主创新的内容不多。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是结构紧凑，操作便捷，安全可靠性好的优化布局的载人月球车。为了解决这一技术问题，本专利技术提供了一种优化布局的载人月球车，包括车体结构，所述车体结构包括敞开式结构的中部底盘、设于所述中部底盘两端的前部底盘与后部底盘以及可拆卸地安装于所述前部底盘与后部底盘上的箱体结构；所述前部底盘的箱体结构内设有综合电子计算机以及环绕所述综合电子计算机布置的惯性组件、陀螺仪、X频段高增益平板反射面天线放大器、X频段高增益平板反射面天线应答机、红外成像光谱仪电控箱、机构控制设备、蓄电池组、电源控制器和图像处理器；所述惯性组件、陀螺仪、X频段高增益平板反射面天线应答机、红外成像光谱仪电控箱、机构控制设备、蓄电池组、电源控制器和图像处理器均与所述综合电子计算机连接；所述前部底盘的箱体结构上设有全景相机和红外成像光谱仪，所述前部底盘的前端设有避障相机，所述避障相机和全景相机均与所述图像处理器连接；所述红外成像光谱仪与所述红外成像光谱仪电控箱连接；所述惯性组件和陀螺仪位于该箱体结构内的前端位置，所述蓄电池组位于该箱体结构内的后端位置，所述电源控制器相邻所述蓄电池组设置，且与所述蓄电池组连接；所述前部底盘的箱体结构的箱盖采用共型设计，作为X频段高增益平板发射面天线，且连接至该箱体结构内的所述X频段高增益平板反射面天线放大器，所述X频段高增益平板反射面天线放大器连接所述X频段高增益平板反射面天线应答机；所述后部底盘的箱体结构内设有测月雷达电控箱、X频段固态放大器、X频段应答机、微波开关、双工器、UHF频段固态放大器和UHF频段应答机，所述后部底盘的箱体结构上设有X频段全向发射天线和X频段全向接收天线，所述X频段全向发射天线通过所述微波开关连接至所述X频段固态放大器和X频段应答机，所述X频段固态放大器也连接所述X频段应答机，所述X频段固态放大器和所述X频段高增益平板反射面天线放大器均连接至所述微波开关，所述微波开关连接至所述综合电子计算机。可选的，所述微波开关和双工器位于所述后部底盘的箱体结构内前端的位置。可选的，所述中间底盘上设有沿车体结构宽度方向可拆卸地排布的两个个乘务座椅，其中一个乘务座椅下设有样本储存袋，另一个乘务座椅下设有采样工具箱，两个所述乘务座椅之间设有操作手柄，所述操作手柄与所述机构控制设备连接，两个所述乘务座椅后侧设有生保系统。可选的，所述前部底盘的前端设有微型质谱仪。可选的，所述后部底盘的尾端设置有机械臂，所述机械臂上设有显微成像仪器、α粒子X射线光谱仪和岩心取样器，所述后部底盘的箱体上还设有月面样本分析仪，所述机械臂、显微成像仪器、α粒子X射线光谱仪、岩心取样器和月面样本分析仪均与所述综合电子计算机连接。可选的，所述前部底盘上还设有一个自由度活动平台，所述自由度活动平台位于前部底盘上的箱体结构的后侧，所述自由度活动平台上设有激光通信设备，所述激光通信设备与所述综合电子计算机连接。可选的，所述前部底盘的前端还设有电磁感应耦合器，所述电磁感应耦合器通过所述电源控制器与所述蓄电池组连接。本专利技术及其可选的方案具备以下优点：1)外部仪器设备布局充分考虑其工作空间，不会产生干涉和遮挡；2)X频段高增益平板发射面天线与月球车前端箱盖采用了一体化设计方法；3)电磁感应耦合器在前避障相机的双目视觉导引下，自主实现非接触式感应充电；4)激光通信设备在对地面进行数据传输时具有自动跟踪瞄准功能；5)机械臂在后避障相机的双目视觉导引下，具有双臂协同采样、分析和封装功能；6)内部仪器设备置于前部底盘和后部底盘的封闭式箱体中，满足了月昼工作和月夜休眠的温控要求；7)由避障相机、惯性组件等构成的组合导航系统具有自主导航和月面相对定位功能；8)蓄电池组根据工作需求可选择月球车的太阳电池阵或着陆器进行充电；9)双工器保证了发射和接收两端能够同时正常工作；10)X频段固态放大器、X频段应答机与X频段高增益平板反射面天线放大器、X频段高增益平板反射面天线应答机相互备份；11)乘员操控系统布局从可达、可视、可操控性以及舒适性等方面进行人机工效设计；12)乘务座椅采用即插即用接口，可在月面由航天员组装后使用；13)发射时处于折叠状态的仪表台和操纵手柄可在月面由航天员展开后使用；14)生保系统置于乘务座椅后侧，航天员驾乘时可优先使用车载生保系统；15)有效载荷布局时充分考虑了其工作空间；16)全景相机和红外成像光谱仪可实现大角度俯仰和偏摆，扩大了观测范围；17)月面样本分析仪具有样品原位分析功能；18)显微成像仪、α粒子X射线光谱仪、岩心取样器可根据探测需求切换工位进入使用状态。附图说明图1是本专利技术一实施例中载人月球车外部仪器设备布局示意图；图2为本专利技术一实施例中载人月球车内部仪器设备布局示意图；图3为本专利技术一实施例中载人月球车乘员操控系统布局示意图；图4为本专利技术一实施例中载人月球车有效载荷布局示意图。具体实施方式以下将结合图1至图4对本专利技术提供的优化布局的载人月球车进行详细的描述，其为本专利技术可选的实施例，可以认为，本领域的技术人员在不改变本专利技术精神和内容的范围内能够对其进行修改和润色。请参考图1至图4，本实施例提供了一种优化布局的载人月球车，包括车体结构，所述车体结构包括敞开式结构的中部底盘45、设于所述中部底盘45两端的前部底盘44与后部底盘43以及可拆卸地安装于所述前部底盘44与后部底盘43上的箱体结构19与24；所述前部底盘44的箱体结构19内设有综合电子计算机29以及环绕所述综合电子计算机29布置的惯性组件11、陀螺仪30、X频段高增益平板反射面天线放大器28、X频段高增益平板反射面天线应答机27、红外成像光谱仪电控箱26、机构控制设备2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种优化布局的载人月球车，其特征在于：包括车体结构，所述车体结构包括敞开式结构的中部底盘、设于所述中部底盘两端的前部底盘与后部底盘以及可拆卸地安装于所述前部底盘与后部底盘上的箱体结构；所述前部底盘的箱体结构内设有综合电子计算机以及环绕所述综合电子计算机布置的惯性组件、陀螺仪、X频段高增益平板反射面天线放大器、X频段高增益平板反射面天线应答机、红外成像光谱仪电控箱、机构控制设备、蓄电池组、电源控制器和图像处理器；所述惯性组件、陀螺仪、X频段高增益平板反射面天线应答机、红外成像光谱仪电控箱、机构控制设备、蓄电池组、电源控制器和图像处理器均与所述综合电子计算机连接；所述前部底盘的箱体结构上设有全景相机和红外成像光谱仪，所述前部底盘的前端设有避障相机，所述避障相机和全景相机均与所述图像处理器连接；所述红外成像光谱仪与所述红外成像光谱仪电控箱连接；所述惯性组件和陀螺仪位于该箱体结构内的前端位置，所述蓄电池组位于该箱体结构内的后端位置，所述电源控制器相邻所述蓄电池组设置，且与所述蓄电池组连接；所述前部底盘的箱体结构的箱盖采用共型设计，作为X频段高增益平板发射面天线，且连接至该箱体结构内的所述X频段高增益平板反射面天线放大器，所述X频段高增益平板反射面天线放大器连接所述X频段高增益平板反射面天线应答机；所述后部底盘的箱体结构内设有测月雷达电控箱、X频段固态放大器、X频段应答机、微波开关、双工器、UHF频段固态放大器和UHF频段应答机，所述后部底盘的箱体结构上设有X频段全向发射天线和X频段全向接收天线，所述X频段全向发射天线通过所述微波开关连接至所述X频段固态放大器和X频段应答机，所述X频段固态放大器也连接所述X频段应答机，所述X频段固态放大器和所述X频段高增益平板反射面天线放大器均连接至所述微波开关，所述微波开关连接至所述综合电子计算机。...

【技术特征摘要】
1.一种优化布局的载人月球车，其特征在于：包括车体结构，所述车体结构包括敞开式结构的中部底盘、设于所述中部底盘两端的前部底盘与后部底盘以及可拆卸地安装于所述前部底盘与后部底盘上的箱体结构；所述前部底盘的箱体结构内设有综合电子计算机以及环绕所述综合电子计算机布置的惯性组件、陀螺仪、X频段高增益平板反射面天线放大器、X频段高增益平板反射面天线应答机、红外成像光谱仪电控箱、机构控制设备、蓄电池组、电源控制器和图像处理器；所述惯性组件、陀螺仪、X频段高增益平板反射面天线应答机、红外成像光谱仪电控箱、机构控制设备、蓄电池组、电源控制器和图像处理器均与所述综合电子计算机连接；所述前部底盘的箱体结构上设有全景相机和红外成像光谱仪，所述前部底盘的前端设有避障相机，所述避障相机和全景相机均与所述图像处理器连接；所述红外成像光谱仪与所述红外成像光谱仪电控箱连接；所述惯性组件和陀螺仪位于该箱体结构内的前端位置，所述蓄电池组位于该箱体结构内的后端位置，所述电源控制器相邻所述蓄电池组设置，且与所述蓄电池组连接；所述前部底盘的箱体结构的箱盖采用共型设计，作为X频段高增益平板发射面天线，且连接至该箱体结构内的所述X频段高增益平板反射面天线放大器，所述X频段高增益平板反射面天线放大器连接所述X频段高增益平板反射面天线应答机；所述后部底盘的箱体结构内设有测月雷达电控箱、X频段固态放大器、X频段应答机、微波开关、双工器、UHF频段固态放大器和UHF频段应答机，所述后部底盘的箱体结构上设有X频段全向发射天线和X频段全向接收天线，所述X频段全向发射天线通过所述微波开关连接至所述X频段固...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱宝贵，肖杰，曾令斌，胡震宇，贾巍，姬鸣，罗小桃，张晓伟，丁亮亮，袁卫文，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31