在实地考察或野外探测时,有时需要在地面上的缝隙中进行数据采集或物质搜寻。由于这些缝隙往往较窄较深,且需要采集的物质可能具有放射性,单凭人力完成是不方便甚至是不安全的,因此需要借助探测车代替人力进行科研作业。
在火星上,不仅大气稀薄,而且由于缺少大气层的保护,常常吹起沙尘暴,这样的环境不适合宇航员活动。因此在采集土壤样品时,也需要借助探测车进行作业。
针对野外探测、太空探索、科学考察等需求,我们小组准备设计一款地下探测车。通过遥控的方式,这款地下探测车能实现自由移动、抓取缝隙中的物体、收集物体等功能,从而为科研样本采集工作提供保障。
能应付各种土壤地标环境,包括但不限于碎石、松软、多雨水的路段,可爬小角度的斜坡。
操控装置以遥控为主,包括小车以及机械爪的遥控。遥控距离大于十米。并且应带有摄像头辅助探测。
悬挂装置包括支撑架以及可能含有的减震器与缓冲器(考虑小车自重以及路面环境再选择)。
探测装置以钻井机模型为主,搭配伸缩臂保证一定距离的前后上下移动。探索臂主体构造设计为30cm的直杆搭配20cm的机械爪,保证半米深物体的抓取,并且可以抓取缝隙任意位置的样品。
收集装置考虑货车模型,在小车车头上可以安装滑梯装置,将货物传送至小车后部采集箱中,以便减少机械臂的转动。
1. 完成了小车总体和关键零件的Soildworks建模,完成了小车的运动学分析。
2. 经过分析讨论,使用鹤式机构作为辅助采集样品的机构,完成了鹤式机构、直杆等平面杆组的自由度分析;完成了鹤式机构的动力学分析和强度校核。
3. 经过加权对比,选用履带作为小车的驱动方式,两爪式机械爪用于采集。
4. 对小车中可能会使用到的关键部位的轴、齿轮、轴承进行了强度校核,根据小车的运动需求选定了电机。
5. 根据小车和机械臂需要完成的运动方式,编写了对应的代码来实现小车和机械臂运动的控制。