Коромысло - Rocker-bogie

Тележка рокера

В движении - неправильно показывает горизонтальное положение шасси; шасси фактически поддерживает среднее значение двух рокеров

Тележка рокера на Любопытство

В рокер-тележка система - это подвеска устройство, разработанное в 1988 году для использования в НАСА с марсоход Соджорнер,^[1][2][3] и который с тех пор стал НАСА Излюбленный дизайн вездеходов.^[4] Использовался в 2003 г. Марсоход для исследования миссия роботов Дух и Возможность,^[5] на 2012 год Марсианская научная лаборатория (MSL) марсоход миссии Любопытство,^[6] и планируется использовать в Марс 2020 вездеход.^[7]

«Коромысло» подвески происходит от качающейся стороны более крупного рычажного механизма, установленного на кузове с каждой стороны марсохода. Эти коромысла соединяются друг с другом и с шасси автомобиля через дифференциал. По отношению к шасси коромысла будут вращаться в противоположных направлениях, чтобы поддерживать приблизительно равный контакт колес. Шасси поддерживает средний угол наклона обоих коромысел. Один конец коромысла оснащен ведущим колесом, а другой конец прикреплен к тележке.

"тележка «Под частью подвески понимается меньшая тяга, которая поворачивается к коромыслу посередине и имеет ведущее колесо на каждом конце. Тележки обычно использовались в качестве грузовых колес в гусеницы армейских танков как бездельники, распределяющие нагрузку по местности, а также довольно часто использовались в трейлеры из полуприцепы. И цистерны, и полуприцепы теперь предпочитают подвески на продольных рычагах.

На марсоходе Sojourner передние колеса прикрепляются к тележкам, а на марсоходах MER и MSL передние колеса прикрепляются к коромыслам.

дизайн

Конструкция коромысла не имеет пружины или заглушка оси для каждого колеса, позволяя марсоходу преодолевать препятствия (например, камни), размер которых вдвое превышает диаметр колеса, при этом все шесть колес остаются на земле.^[8] Как и в случае любой другой системы подвески, устойчивость к опрокидыванию ограничивается высотой центра тяжести. Системы, использующие пружины, имеют тенденцию легче опрокидываться, поскольку нагруженная сторона прогибается. Исходя из центра масс, Любопытство вездеход Марсианская научная лаборатория миссия может выдержать наклон не менее 45 градусов в любом направлении без опрокидывания, но автоматические датчики ограничивают наклон марсохода более чем на 30 градусов.^[9] Система предназначена для использования на малой скорости около 10 сантиметров в секунду (3,9 дюйма / с), чтобы минимизировать динамические удары и последующее повреждение автомобиля при преодолении значительных препятствий.

В Лаборатория реактивного движения заявляет, что эта система коромысла тележки уменьшает движение основного корпуса автомобиля MER наполовину по сравнению с другими системами подвески.^{[нужна цитата ]} Каждое из шести колес марсохода Curiosity имеет независимый мотор.^[10] Два передних и два задних колеса имеют индивидуальные двигатели рулевого управления, которые позволяют автомобилю поворачиваться на месте. На каждом колесе также есть шипы, обеспечивающие сцепление при лазании по мягкому песку и преодолению скал. Максимальная скорость роботов, управляемых таким образом, ограничена, чтобы устранить как можно больше динамических эффектов, чтобы двигатели могли быть понижены, что позволяет каждому колесу индивидуально поднимать большую часть всей массы транспортного средства.

Чтобы преодолеть вертикальную поверхность препятствия, передние колеса прижимаются к препятствию центральными и задними колесами. Затем вращение переднего колеса поднимает переднюю часть автомобиля вверх и над препятствием. Среднее колесо затем прижимается к препятствию задними колесами и тянется к препятствию передними, пока оно не будет поднято вверх и снова. Наконец, заднее колесо преодолевает препятствие двумя передними колесами. При каждом прохождении колесом препятствия движение вперед замедляется или полностью останавливается. Это не проблема для рабочих скоростей, на которых эти автомобили эксплуатировались до настоящего времени.

Одним из будущих применений роверов будет помощь космонавты при наземных операциях. Чтобы быть полезным помощником, марсоход должен двигаться со скоростью, по крайней мере, со скоростью ходьбы человека. Другие предложенные миссии, такие как Солнечно-синхронный лунный полярный вездеход, требуют еще большей скорости (4–10 км / ч).

Смотрите также

• iBOT
• Уипплетри (механизм)

использованная литература

1. США 4840394, Дональд Б. Биклер, «Система шарнирной подвески», опубликовано 21 апреля 1988 г., выпущено 20 июня 1989 г., передано НАСА. 
2. «Библиография рефератов патентов НАСА, раздел 1. Рефераты» (PDF). АРТИКУЛИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПОДВЕСКИ. Июнь 1990 г. с. 19.
3. Биклер, Дональд (апрель 1998 г.). "Путешествие по Марсу". Машиностроение. С. 74–77. Архивировано из оригинал 22 октября 2008 г.
4. Миллер, Дэвид П .; Ли, Цзы-Лян (17–21 марта 2002 г.). «Скоростной переход по пересеченной местности с использованием системы подвижности коромысла» (PDF). Proceedings of Space 2002: Восьмая международная конференция и выставка по проектированию, строительству, эксплуатации и бизнесу в космосе, а также материалы конференции Robotics 2002: Пятая международная конференция и выставка / демонстрация робототехники для сложных ситуаций и сред.. Космос 2002 и Робототехника 2002. Альбукерке, Нью-Мексико. ISBN  0-7844-0625-1.
5. "Ровер Колеса". Марсоходы: Миссия. НАСА. Получено 29 марта 2019.
6. «Колеса и ноги». Марсианская научная лаборатория: марсоход Curiosity. НАСА. Получено 29 марта 2019.
7. "Ровер Колеса". Миссия Марс 2020. НАСА. Получено 29 марта 2019.
8. Рейна, Джулио (2013). «О мобильности вездеходов». Промышленный робот: 12. Дои:10.1108/01439911311297720.
9. Маковский, Андре; Илотт, Питер; Тейлор, Джим (ноябрь 2009 г.). "Проектирование систем связи лаборатории Mars Science" (PDF). Пасадена, Калифорния: Лаборатория реактивного движения. Получено 2012-08-07.
10. Гросс, Майкл А .; Карделл, Грег (6 июня 2011 г.). Обзор Марсианской научной лаборатории НАСА (PDF). 9-я Европейская конференция по космической энергетике (ESPC). Сент-Рафаэль, Франция.