我國計(jì)劃2020年執(zhí)行的首測火星探測任務(wù),擬一次實(shí)現(xiàn)繞落巡的任務(wù)目標(biāo),火星車作為巡視探測載體,登陸火星后需要通過轉(zhuǎn)移坡道行駛到火星表面。受安裝空間小、飛行距離長、火星表面地形地貌條件復(fù)雜等因素限制,轉(zhuǎn)移坡道能否按預(yù)期可靠實(shí)現(xiàn)火星車的安全轉(zhuǎn)移,將決定探測任務(wù)的成敗。本課題以我國火星著陸探測巡視器（以下簡稱:火星車）轉(zhuǎn)移坡道方案設(shè)計(jì)為工程背景,以轉(zhuǎn)移坡道抽展特性為研究目標(biāo),根據(jù)我國火星車轉(zhuǎn)移坡道的任務(wù)需求,提出雙向抽展式轉(zhuǎn)移坡道為優(yōu)選設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行了抽展特性分析和詳細(xì)設(shè)計(jì),并開展了抽展特性試驗(yàn)驗(yàn)證。通過調(diào)研國內(nèi)外地外天體巡視器轉(zhuǎn)移技術(shù),針對我國火星車轉(zhuǎn)移坡道技術(shù)要求中對外形包絡(luò)、復(fù)雜地貌適應(yīng)性、雙向可選抽展、抽展動(dòng)力最簡化、設(shè)計(jì)方案新穎性等要求,提出了雙向抽展坡道設(shè)計(jì)方案并開展了功能設(shè)計(jì)。針對著陸地形地貌的不確定性,以火星車安全轉(zhuǎn)移所需條件為約束條件,分析了轉(zhuǎn)移坡道的最小長度。為了保證抽展運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力裕度,建立了抽展機(jī)構(gòu)的力學(xué)模型,分析展開全程的負(fù)載,為驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)部件選型提供理論支撐。依據(jù)上述仿真分析結(jié)果,完成了包括坡道組件、動(dòng)力繩輪組件、擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組件、坡道限距板組件、壓緊釋放組件和檢測組... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

MER的布幅式轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)（3）美國MSL火星車空中吊運(yùn)

圖 1-2 MER 的布幅式轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)（3） 美國 MSL 火星車空中吊運(yùn)為了解決 MER 靠太陽能供電不能全天候作業(yè)的問題，美國發(fā)射了以素電源提供動(dòng)力的火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（MSL）火星車（又稱：好奇號(hào)），12 年 8 月 6 日成功抵達(dá)火星表面[13]。由于 MSL 的整車質(zhì)量達(dá)到了 1 噸，原有的氣囊緩沖著陸方式已經(jīng)不能適用，NASA 大膽創(chuàng)新采用了空中的降落緩沖轉(zhuǎn)移方案[14]，所經(jīng)過的環(huán)節(jié)有：降落傘減速段、動(dòng)力下降中吊運(yùn)懸停段和吊運(yùn)艙解鎖分離段[ 15-16]，MSL 著陸過程如圖 1-3 和4 所示。

MSL 著陸過程如圖 1-3 和圖1-4 所示。圖 1-3 美國 MSL 著陸轉(zhuǎn)移方式 圖 1-4 空中吊運(yùn)示意圖天空起重機(jī)通過 4 組 8 個(gè)矢量發(fā)動(dòng)機(jī)噴口控制 MSL 的著陸姿態(tài)和速度，當(dāng)火星車 6 個(gè)車輪接觸火星表面時(shí)，斷開三條供電、通訊、起吊的繩索，天空起重機(jī)改變飛行程序著陸到其他位置[17]，從而完成 MSL 的著陸轉(zhuǎn)移。天空起重機(jī)的新型著陸方式的應(yīng)用，為大質(zhì)量星球車的著陸轉(zhuǎn)移提供了新的解決思路[18]。MSL 著陸轉(zhuǎn)移相關(guān)參數(shù)如表 1-1 所示。表 1-1 MSL 著陸轉(zhuǎn)移相關(guān)參數(shù)序號(hào) 項(xiàng)目名稱 參數(shù)值 備注1 反推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 4 組 8 噴口 推力可精確調(diào)節(jié)2 吊索長度 7.5 米3 好奇號(hào)火星車質(zhì)量 899kg4 可適應(yīng)地形 坡度≯15°，局部地貌高度≯0.55m

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2018年國外空間探測發(fā)展綜述[J]. 盧波.  國際太空. 2019(02)
[2]嫦娥四號(hào)探測器成功登陸月球背面[J]. 古月.  衛(wèi)星應(yīng)用. 2019(01)
[3]火星車坡道式轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)與分析[J]. 劉衛(wèi),馬超,鄢青青,滿劍鋒,劉榮凱,季節(jié),錢成.  航天器工程. 2018(03)
[4]嫦娥三號(hào)著陸器釋放與轉(zhuǎn)移巡視器技術(shù)[J]. 劉賓,李新立,柴洪友,姜生元,張大偉,焦云雷.  中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2014(06)
[5]嫦娥三號(hào)“玉兔號(hào)”巡視器遙操作中的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 吳偉仁,周建亮,王保豐,劉傳凱.  中國科學(xué):信息科學(xué). 2014(04)
[6]具有代表性的20個(gè)探月飛行器（下）[J]. 李有觀.  交通與運(yùn)輸. 2013(03)
[7]月面巡視器轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)方案研究[J]. 陳哲吾,文桂林,卿啟湘,詹涵菁.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2012(11)
[8]空間微重力環(huán)境地面模擬試驗(yàn)方法綜述[J]. 齊乃明,張文輝,高九州,霍明英.  航天控制. 2011(03)
[9]月球探測與研究進(jìn)展[J]. 鄒永廖,歐陽自遠(yuǎn),李春來.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2000(S1)
[10]也談摩擦傳動(dòng)歐拉公式的修正[J]. 李光布.  礦山機(jī)械. 1990(08)

博士論文
[1]月面巡視器端抱式轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的力學(xué)特性分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 陳哲吾.湖南大學(xué) 2013

碩士論文
[1]火星車坡道式轉(zhuǎn)移特性分析與試驗(yàn)研究[D]. 錢成.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]載人月球車折展機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D]. 吳義舉.重慶大學(xué) 2016
[3]月面巡視器轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D]. 毛君明.湖南大學(xué) 2011
[4]升降式著陸梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析[D]. 張大鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[5]氣動(dòng)式月球車著陸梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 馮立靜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[6]自動(dòng)展開式月球車著陸梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D]. 楊水林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2954861