【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于探月工程载人月球车抑尘，特别涉及一种月球车车轮仿生挡尘板。
技术介绍
1、月尘是指月壤中直径小于1mm的颗粒，其中间值为40-130μm,平均粒径约70μm的月壤微粒，在月球表面广泛存在。相比地球而言，月球表面引力大为降低(仅为地球表面引力1/6)，由于月尘颗粒的质量微小，这些细小微粒很容易被自然或人为活动扰动而悬浮在空中，尤其是在月面快速移动装置高速行驶过程中，车轮滚动带动月尘，使其容易脱离月面，引发的月尘激扬现象尤为严重，造成月尘漂浮和黏附，这对月面探测车在月球表面正常、安全行驾工作造成显著影响。其次，月球表面复杂的等离子环境，月球表面会形成一个稳定的局部电场，使月尘长时间悬浮在空中并粘附到探月装置表面甚至进入侵入机械结构中，造成零部件卡死。同时，激扬的月尘极易在月球车挡尘板部件大量聚集，在较低引力的共同影响下，容易导致探月车行驶方向发生偏离，显著降低行驶速率，增加能耗，严重时甚至引发车体倾覆。此外，月尘附着在探测设备表面时会对其产生磨损，甚至导致航天机构卡死，严重损害月面探测工作的有序开展，甚至可导致探月任务失败等严重后果。
2、美国阿波罗号载人登月车设有挡尘板，可降低车轮扬起月尘高度，从而有效限制月尘影响范围，但阿波罗号载人登月车系列只能阻挡车轮扬起一部分的月尘，且车轮扬起的月尘迁移方向并不能被改变，长时间悬浮在表面。因此，从被动防护角度减少月尘迁移必须研制一种高效率的挡尘板。为满足这一需求，运用相似类比法及工程仿生技术，采用全新设计策略，研制具有优越挡脱月尘功能的仿生挡尘板，是实现快速移动月面
3、新月形沙丘一般形成于有单向风或两相反方向风存在的区域，因平面形态似新月而得名。通过对大量的新月形沙丘形态变化的观察，人们认为，新月形沙丘虽然具有一定流动性，但在短时间内依然能够保持固有的形态，这得益于背风坡处的紊流作用，在背风坡近地表处存在两个横向的漩涡，旋转方向相反并沿着沙丘中轴线向两侧扩散，使得沙颗粒向两侧移动形成两个翼角，同时低于沙丘高度的沙颗粒留在迎风坡处，从而起到了阻挡沙尘且改变移动方向。基于此，我们将其应用到月球车的挡尘板上，用来减少月尘在挡尘板处的大量聚集并将其分散到两侧，最终流向月面，进而减少激扬的月尘对探月工程的干扰，提高月球车的安全驾驶性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决月球车车轮扬起月尘的流向并减少月尘长时间大量聚集在防护装置部件的问题而提供一种月球车车轮仿生挡尘板，本专利技术可实现车轮转动带动的月尘在挡尘板处沿两侧迁移并有向下趋势，进而控制扬尘对车辆的迫害。本专利技术适用于多种棘爪式筛网轮，可满足不同结构的探月车车轮。
2、一种月球车车轮仿生挡尘板，其特征在于：包括挡尘板主体和挡尘板内侧包覆板，挡尘板内侧包覆板设置在挡尘板主体一侧，挡尘板主体和挡尘板内侧包覆板为一体结构；
3、挡尘板主体为弓形，其曲线方程表达式为：
4、3×10-8x5-3×10-6x4-8×10-5x3+0.0012x2+0.0628x-y+160.31＝0，其中-60≤x≤-60，120≤y≤160，拟合度r2＝0.9727；
5、挡尘板主体内侧面设置有数个新月形沙丘单体，每个新月形沙丘单体由迎风坡、脊线和背风坡组成，所述的新月形沙丘单体主要曲线表达式为：
6、迎风坡轮廓曲线表达式为：
7、0.0236x2-0.0106x-y-2.0945＝0，其中-60≤x≤60，-2≤y≤98，拟合度r2＝0.9762；
8、脊线轮廓曲线表达式为：
9、0.0113x2-0.0128x-y+49.718＝0，其中-60≤x≤60，50≤y≤98，拟合度r2＝0.9659；
10、背风坡轮廓曲线表达式为：
11、0.0076x2-0.0111x-y+65.785＝0，其中-60≤x≤60，66≤y≤98，拟合度r2＝0.9843；
12、所述的挡尘板内侧包覆板包括挡尘板内侧包覆板内圈板和挡尘板内侧包覆板外圈板，
13、安装到月球车左侧车轮的左侧挡尘板内侧包覆板内圈板的曲线方程表达式为：
14、0.0521x3+3.3346x2-73.061x+y+496.32＝0，其中13≤x≤25，0≤y≤60，拟合度r2＝0.9929；
15、安装到月球车左侧车轮的左侧挡尘板内侧包覆板外圈板的曲线方程表达式为：
16、其中25≤x≤60，60≤y≤120，拟合度r2＝0.9979；
17、安装到月球车右侧车轮的右侧挡尘板内侧包覆板内圈板的曲线方程表达式为：
18、0.0521x3-3.3346x2-73.061x-y-496.32＝0，其中-25≤x≤-13，0≤y≤60，拟合度r2＝0.9929；
19、安装到月球车右侧车轮的右侧挡尘板内侧包覆板外圈板的曲线方程表达式为：
20、其中-60≤x≤-25，60≤y≤120，拟合度r2＝0.9979。
21、所述的相邻的两个新月形沙丘单体之间的距离为105mm。
22、所述的挡尘板主体和挡尘板内侧包覆板上设置有数根加强筋结构，加强筋结构与挡尘板主体和挡尘板内侧包覆板为一体结构。
23、所述的挡尘板主体内侧面设置有六个新月形沙丘单体。
24、本专利技术的工作过程和工作原理：
25、本专利技术所述的仿生挡尘板主体呈弓形，其弓形结构更能贴合鼓形车轮，减少大空隙引起的大量月尘长时间悬浮在挡尘板部件处。
26、本专利技术所述的仿生挡尘板根据挡尘板内侧包覆板与挡尘板主体位置的不同分为左侧和右侧，需按照要求分别安装在左侧月球车车轮和右侧月球车车轮上。仿生挡尘板与月球车悬架固定连接，仿生挡尘板可以随车轮上下运动，保障防护间隙不变。
27、本专利技术为一体式结构，以大尺度结构模型兼顾适应月面环境设计准测，通过结构优化确定新月形沙丘单体尺寸、分布和数量等特征因素，避免探月车振动或其他问题导致结构脱落，保障月面快速移动装置在低重力、表面高浮尘含量的月壤表面安全、高效行驶，有效保障探月任务的顺利进行。
28、本专利技术所述的新月形单体具有阻挡月尘激扬的作用，当月球车车轮开始工作时，月球表面微小的月壤受到月球车车轮的扰动且被扬起，其运动轨迹为车轮切线方向向后呈抛物线运动形成月尘，此时，激扬的大量月尘随即流向挡尘板部件处，然后由于新月形沙丘单体的存在，使得月尘开始呈现两侧流动，顶部剩余的月尘流向下一个新月形沙丘单体，随着新月形沙丘单体的逐个作用后，流向车轮前方的月尘逐渐减少从而达到安全驾驶的工作要求。
29、本专利技术采用开放式结构来优化运动装置质量，此外仿生挡尘板的前方包覆面积小于后方，以达到减重的效果，节约探月车能耗。所述仿生挡尘板靠近月球车一侧采用包覆形式减少月尘对车辆设备的磨损破坏。
30、此外，挡尘板内侧包覆板保本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种月球车车轮仿生挡尘板，其特征在于：包括挡尘板主体(1)和挡尘板内侧包覆板(2)，挡尘板内侧包覆板(2)设置在挡尘板主体(1)一侧，挡尘板主体(1)和挡尘板内侧包覆板(2)为一体结构；
2.根据权利要求1所述的一种月球车车轮仿生挡尘板，其特征在于：所述的相邻的两个新月形沙丘单体(3)之间的距离为105mm。
3.根据权利要求1所述的一种月球车车轮仿生挡尘板，其特征在于：所述的挡尘板主体(1)和挡尘板内侧包覆板(2)上设置有数根加强筋结构，加强筋结构与挡尘板主体(1)和挡尘板内侧包覆板(2)为一体结构。
4.根据权利要求1所述的一种月球车车轮仿生挡尘板，其特征在于：所述的挡尘板主体(1)内侧面设置有六个新月形沙丘单体(3)。
【技术特征摘要】
1.一种月球车车轮仿生挡尘板，其特征在于：包括挡尘板主体(1)和挡尘板内侧包覆板(2)，挡尘板内侧包覆板(2)设置在挡尘板主体(1)一侧，挡尘板主体(1)和挡尘板内侧包覆板(2)为一体结构；
2.根据权利要求1所述的一种月球车车轮仿生挡尘板，其特征在于：所述的相邻的两个新月形沙丘单体(3)之间的距离为105mm。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：张锐，王怀梁，邹猛，张华，胡震宇，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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