火星是太阳系八大行星之一,是除了金星以外,距离地球最近的行星。对于火星的探测也充满了坎坷,大约三分之二的探测器,特别是早期发射的探测器,都没有能够成功完成它们的使命。为了完成具有重要意义的火星探测任务,在现今还无法将人类送上火星的情况下,火星环境探测车(MER)的研究将非常有必要。
本文主要任务是对火星环境探测车的结构进行设计。主要涉及行走机构、车身结构以及钻探机构的结构设计。通过对此类探测车的工作时的分析,并计较了当前几种行走机构的优缺点,初步选定了行走机构的方案,并在进行了大量资料的查阅之后,设计了一种以六轮腿作为行走机构的火星环境探测车,该机构具有较好的灵活性和机动性,在避障这点上的优势较为明显。在钻探机构的设计上,仿照了地基钻孔机,利用气缸使钻头可以上下提升,既不影响正常行走,又能钻下地表1m的深度。整个机体则采用了建筑学中的桁架结构,这种结构是由直细杆组成的三角形单元的平面或空间结构。荷载作用下,桁架杆件能充分利用材料的强度,这使整车在足以保证支撑刚度的前提下更加轻便,且为以后的控制和布局设计提供了足够的空间。
本设计还对整个设计结果进行了三维造型设计。通过SolidWorks软件将所得数据进行三维实体建模,并通过三维模型进行了避障和机动性分析、有限元分析以及可行性分析等内容,检验了各零件设计的可靠性。
关键词:火星;探测车;六轮腿;三维建模
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