一种月球环境救援工程车

1.本发明涉及宇宙航行技术领域，尤其涉及一种月球环境救援工程车。


背景技术：

2.月球登录及月球探索不仅仅是人类文明对宇宙探索至关重要的一环，更是发展科技、积累科学经验的关键项目。月球环境变幻莫测不仅存在较为密集的陨石坑，同时地表环境复杂多变，土质松散，在未来月球深入探索甚至月球基地建设的过程中，宇航人员及作业人员有可能发生意外例如体力不支、陷入坑洞、跌倒受伤等紧急状况，由于宇航服内的氧气有限及长期暴露在太阳辐射下对身体有一定伤害，若不能及时被救援并返回载人飞船或月面基地内，有很大可能危机生命安全。所以在探月过程中宇航员除了可以驾驶小型的远行宇航车外，携带相关的救援设备以应对紧急情况也是很重要的，例如，在宇航车倾覆、跌落在陨石坑、失电等意外情景，一个小型易收纳的备用救援车就显得格外重要，可以在载具无法运作的情况下将宇航员运回基地。一般救援车上设置有乘坐模块和机械臂，通过机械臂控制乘坐模块进行移动。
3.但是目前正在研发的一些产品功能较为单一，机械臂无法多角度实施作业，不能调节机械臂的高度，较为庞大，收纳困难，同时机械臂前端的乘坐模块功能单一，无法使乘坐人改变姿势。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种月球环境救援工程车，解决现有技术下球环境救援工程车机械臂占用空间较大，不便收纳的问题。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：本发明提供一种月球环境救援工程车，包括主体、车轮、机械臂组件、第一驱动元件和乘坐组件，所述主体下侧安装有车轮，所述第一驱动元件带动所述车轮转动；所述机械臂组件包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第二驱动元件，所述第一机械臂通过机械臂电机与所述第二机械臂转动连接，第一机械臂通过所述机械臂电机转动连接在底座上，所述底座安装在所述主体上，所述第三机械臂通过机械臂电机转动连接在所述第二机械臂上，所述第二驱动元件能驱动所述机械臂电机转动；当月球环境救援工程车处于收纳状态，所述第一机械臂转动至所述主体上侧，所述第二机械臂与所述第一机械臂平行且贴合；所述乘坐组件包括托板，所述托板安装在所述第三机械臂上，所述托板上能乘坐宇航员。
6.作为优选地，所述第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂都分别包括侧板，所述侧板包括两组，所述机械臂电机设置在所述侧板之间，所述侧板上设置有减重孔。
7.作为优选地，所述第三机械臂内设置有抬升组件，所述抬升组件包括抬升电机、支架、皮带、主动轮和从动轮，所述主动轮与所述抬升电机转动连接，所述主动轮和所述从动轮通过皮带传动，所述抬升电机固定在所述第三机械臂上，所述支架固定在所述皮带上，所述托板滑动插接在所述支架上。
8.作为优选地，所述托板呈l型，所述托板包括靠背部和底板，所述靠背部外侧面设置有安全带和卷收器，所述卷收器能将安全带进行卷收或者放出，所述靠背部上设置有第一通孔，所述底板上设置有第二通孔，当宇航员躺在所述底板上，所述卷收器底部设置有第一插槽，所述安全带穿过第一通孔和第二通孔后与第一插槽插接；当所述宇航员坐在所述底板上时，所述靠背部上侧设置有第二插槽，所述安全带穿过第一通孔后绕过所述靠背部插接在所述第二插槽内。
9.作为优选地，所述主体的周向上设置有四组第一减震弹簧，所述第一减震弹簧上一侧呈八字型固定有两组连接杆，所述连接杆末端安装有所述车轮和车轮电机，所述车轮电机带动所述车轮转动，所述车轮电机与所述第一驱动元件电连接。
10.作为优选地，所述连接杆上还设置有固定杆，所述主体同侧的两组所述固定杆通过第二减震弹簧连接。
11.作为优选地，所述主体上表面设置有第一支撑架，当所述月球环境救援工程车处于收纳状态时，所述第一机械臂抵接在所述第一支撑架上，同时，所述第二机械臂上设置有第二支撑架，所述第三机械臂抵接在所述第二支撑架上。
12.作为优选地，所述主体上安装有太阳能板，所述主体内设置有电池，所述电池与所述太阳能板电连接，所述电池为所述第一驱动元件和第二驱动元件供电。
13.作为优选地，所述底座通过旋转电机安装在所述主体上，所述底座上侧转动连接有摄像头，所述主体上侧还设置有信号收发器，所述信号收发器能与月球基地连接并控制所述第一驱动元件和第二驱动元件，所述摄像头能通过所述信号收发器将画面传输至所述月球基地，所述第二驱动元件能驱动所述旋转电机转动。
14.作为优选地，所述第一驱动元件和所述第二驱动元件安装在所述主体内。
15.有益效果：本发明通过机械臂电机转动第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，使第一机械臂与第二机械臂接近重合，实现月球环境救援工程车上机械臂的折叠，并最终使托板收纳于主体的上侧，节省空间，便于宇航员进行携带。
附图说明
16.图1是本发明月球环境救援工程车展开工作图；
17.图2是本发明月球环境救援工程车折叠图；
18.图3是本发明托板主体图；
19.图4是本发明第三机械臂主体图；
20.图5是本发明第一机械臂与第二机械臂展开图；
21.图6是本发明车轮主体图；
22.图7是本发明月球环境救援工程车零件安装图。
23.图中：1-主体；2-车轮；3-第一驱动元件；4-第二驱动元件；5-第一机械臂；6-第二机械臂；7-第三机械臂；8-机械臂电机；9-底座；10-侧板；11-减重孔；12-抬升电机；13-支架；14-皮带；15-主动轮；16-从动轮；17-托板；171-靠背部；172-底板；18-安全带；19-卷收器；20-第一通孔；21-第二通孔；22-第一插槽；23-第二插槽；24-第一减震弹簧；25-第二减震弹簧；26-连接杆；27-固定杆；29-第一支撑架；30-第二支撑架；31-太阳能板；32-电池；33-摄像头；34-信号收发器。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
25.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
28.现有技术下的月球车上通常也会安装有机械臂，但是，机械臂较为占用空间，并且工作角度较为单一，不便于携带，所以实用性不高。
29.为了解决上述问题，如图1至图7所示，本发明提供一种月球环境救援工程车，包括主体1、车轮2、机械臂组件、第一驱动元件3和乘坐组件，主体1下侧安装有车轮2，第一驱动元件3带动车轮2转动；机械臂组件包括第一机械臂5、第二机械臂6、第三机械臂7和第二驱动元件4，第一机械臂5通过机械臂电机8与第二机械臂6转动连接，第一机械臂5通过机械臂电机8转动连接在底座9上，底座9安装在主体1上，第三机械臂7通过机械臂电机8转动连接在第二机械臂6上，第二驱动元件4能驱动机械臂电机8转动；当月球环境救援工程车处于收纳状态，第一机械臂5转动至主体1上侧，第二机械臂6与第一机械臂5平行且贴合；乘坐组件包括托板17，托板17安装在第三机械臂7上，托板17上能乘坐宇航员。
30.本发明的第一机械臂5通过机械臂电机8连接在底座9上，机械臂电机8可以带动第一机械臂5、第二机械臂6、第三机械臂7进行转动，本发明的底座9安装在主体1上部的边缘，当月球环境救援工程车处于收纳状态的时候，通过机械臂电机8转动第一机械臂5，使第一机械臂5处于主体1上侧的空间内，同时第二机械臂6相较于第一机械臂5独立进行转动，使第一机械臂5与第二机械臂6之间的夹角变小，接近于重合平行的折叠状态，同时第三机械臂7也会转动至主体1上侧并与第二机械臂6的夹角呈锐角，使托板17倒扣在第二机械臂6上，这样利用主体1上方的空间，减小了月球环境救援工程车所占的面积，便于携带与放置。
31.当月球环境救援工程车处于工作状态，第一机械臂5转动至主体1行进方向的前侧，同时第二机械臂6也会展开，延长托板17的工作距离，并使转动第三机械臂7，使第三机械臂7与地面垂直，同时使托板17的底座9与地面接近平行，便于宇航员在受伤状态下躺在
或者坐在托板17上。
32.本发明的机械臂和托板17全部包括两组，并且同步转动一一对应，设置两组托板17，便于宇航员可以直接躺在托板17上，为宇航员提供多种乘坐姿势，灵活性更高。
33.如图4所示，第一机械臂5、第二机械臂6和第三机械臂7都分别包括侧板10，侧板10包括两组，机械臂电机8设置在侧板10之间，侧板10上设置有减重孔11。
34.通过设置减重孔11，可以降低驱动上述机械臂电机8的功率节省能源，延长第一机械传动臂的工作时间，同时对整个月球环境救援工程车也起到了减重的作用，便于进行携带，同时减少月球环境救援工程车在行进时所需要的能量。
35.第三机械臂7内设置有抬升组件，抬升组件包括抬升电机12、支架13、皮带14、主动轮15和从动轮16，主动轮15与抬升电机12转动连接，主动轮15和从动轮16通过皮带14传动，抬升电机12固定在第三机械臂7上，支架13固定在皮带14上，托板17滑动插接在支架13上。
36.当需要将宇航员运至托板17上的时候，可以通过皮带14带动支架13向下移动，使托板17贴合地面，当搬运受伤的宇航员时，可以降低搬运时的高度，当宇航员已经处于托板17上的时候，再将托板17升起，远离地面，避免宇航员的肢体与月球表面发生磕碰。
37.本发明的托板17插接在支架13上，当月球环境救援工程车处于展开状态上的时候，可以将托板17向远处拉出，当月球环境救援工程车处于收纳状态的时候，可以将托板17向内收缩，从而使托板17整体处于主体1的上方，进一步减小月球环境救援工程车在收纳状态时所占用的空间。
38.如图3所示，本发明的托板17呈l型，托板17包括靠背部171和底板172，靠背部171外侧面设置有安全带18和卷收器19，卷收器19能将安全带18进行卷收或者放出，靠背部171上设置有第一通孔20，底板172上设置有第二通孔21，当宇航员躺在底板172上，卷收器19底部设置有第一插槽22，安全带18穿过第一通孔20和第二通孔21后与第一插槽22插接；当宇航员坐在底板172上时，靠背部171上侧设置有第二插槽23，安全带18穿过第一通孔20后绕过靠背部171插接在第二插槽23内。
39.当宇航员需要躺在底板172上的时候，宇航员直接躺在两组托板17的底板172组成的区域上，同时将安全带18拉出分别穿过第一通孔20和第二通孔21将其插接在第一插槽22内，安全带18缠绕在宇航员身体上侧，实现对宇航员身体的固定。当宇航员需要乘坐的时候，本发明的两组托板17可以分别载人，同样的将安全带18从第一通孔20抽出的时候，穿过宇航员的腋下，绕到上方，穿过宇航员的肩部上侧与第二插槽23连接，本发明的托板17可以满足宇航员多种姿势的乘坐，通用性更高。
40.主体1的周向上设置有四组第一减震弹簧24，第一减震弹簧24上一侧呈八字型固定有两组连接杆26，连接杆26末端安装有车轮2和车轮2电机，车轮2电机带动车轮2转动，车轮2电机与第一驱动元件3电连接，主体1同侧的两组固定杆27通过第二减震弹簧25连接。第一减震弹簧24设置在连接杆26与主体1之间，连接杆26传递上来的震动可以被主体1吸收。
41.通过上述两组减震弹簧使主体1通过车轮2可以跨越月球表面上的障碍物，为主体1内部的零件或者乘坐人提供缓冲的作用，使乘坐感受更为舒适，内部零件不易损坏，八字形的连接杆26可在垂直于主体1行进方向的进行摆动，吸收震动产生的冲击，同时连接杆26可以绕与主体1的连接点进行小角度转动，此时的第二减震弹簧25处于拉伸或者收缩的状态，遇到地面上的异物，通过拉伸第二减震弹簧25，使车轮2的位置与主体1发生相对位移，
吸收异物导致的震动，使主体1内零件的晃动幅度变小，避免出现刚性碰撞，降低月球环境救援工程车发生侧翻的概率。
42.车轮2电机可以独立控制车轮2的转速，当行进方向两侧的车轮2转速不同，就可以改变主体1行进的方向。
43.当月球环境救援工程车处于收纳状态时，第一机械臂5抵接在第一支撑架29上，同时，第二机械臂6上设置有第二支撑架30，第三机械臂7抵接在第二支撑架30上。
44.如图7所示，通过设置第一支撑架29，可以避免第一机械臂5与主体1上的零件发生磕碰，同时设置第二支撑架30，可以使底板172边缘卡在第二支撑架30上，使底板172在收纳状态的时候固定的更为稳定。
45.本发明的主体1上安装有太阳能板31，主体1内设置有电池32，电池32与太阳能板31电连接，电池32为第一驱动元件3和第二驱动元件4供电。通过太阳能板31为电池32提供电力，避免出现电力不足的情况。
46.本发明的底座9通过旋转电机安装在主体1上，底座9上侧转动连接有摄像头33，主体1上侧还设置有信号收发器34，信号收发器34能与月球基地连接并控制第一驱动元件3和第二驱动元件4，摄像头33能通过信号收发器34将画面传输至月球基地，第二驱动元件4能驱动旋转电机转动。
47.底座9可以在主体1上进行360
°
转动，增加机械臂的工作范围，同时摄像头33也可以进行转动，月球基地可以远程控制摄像头33的角度，使月球基地接收的画面可以看到的视角更多，便于宇航员了解地形，及时进行救援，通过信号收发器34，月球基地的宇航员可以远程控制月球环境救援工程车移动与机械臂的转动。
48.第一驱动元件3和第二驱动元件4安装在主体1内，二者为独立的模块，便于损坏后拆卸与更换，同时设置在主体1内，提升第一驱动元件3和第二驱动元件4的可靠性，延长月球环境救援工程车的使用寿命。
49.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种月球环境救援工程车，其特征在于，包括主体(1)、车轮(2)、机械臂组件、第一驱动元件(3)和乘坐组件，所述主体(1)下侧安装有车轮(2)，所述第一驱动元件(3)带动所述车轮(2)转动；所述机械臂组件包括第一机械臂(5)、第二机械臂(6)、第三机械臂(7)和第二驱动元件(4)，所述第一机械臂(5)通过机械臂电机(8)与所述第二机械臂(6)转动连接，第一机械臂(5)通过所述机械臂电机(8)转动连接在底座(9)上，所述底座(9)安装在所述主体(1)上，所述第三机械臂(7)通过机械臂电机(8)转动连接在所述第二机械臂(6)上，所述第二驱动元件(4)能驱动所述机械臂电机(8)转动；当月球环境救援工程车处于收纳状态，所述第一机械臂(5)转动至所述主体(1)上侧，所述第二机械臂(6)与所述第一机械臂(5)平行且贴合；所述乘坐组件包括托板(17)，所述托板(17)安装在所述第三机械臂(7)上，所述托板(17)上能乘坐宇航员。2.根据权利要求1所述的月球环境救援工程车，其特征在于，所述第一机械臂(5)、第二机械臂(6)和第三机械臂(7)都分别包括侧板(10)，所述侧板(10)包括两组，所述机械臂电机(8)设置在所述侧板(10)之间，所述侧板(10)上设置有减重孔(11)。3.根据权利要求1所述的月球环境救援工程车，其特征在于，所述第三机械臂(7)内设置有抬升组件，所述抬升组件包括抬升电机(12)、支架(13)、皮带(14)、主动轮(15)和从动轮(16)，所述主动轮(15)与所述抬升电机(12)转动连接，所述主动轮(15)和所述从动轮(16)通过皮带(14)传动，所述抬升电机(12)固定在所述第三机械臂(7)上，所述支架(13)固定在所述皮带(14)上，所述托板(17)滑动插接在所述支架(13)上。4.根据权利要求1所述的月球环境救援工程车，其特征在于，所述托板(17)呈l型，所述托板(17)包括靠背部(171)和底板(172)，所述靠背部(171)外侧面设置有安全带(18)和卷收器(19)，所述卷收器(19)能将安全带(18)进行卷收或者放出，所述靠背部(171)上设置有第一通孔(20)，所述底板(172)上设置有第二通孔(21)，当宇航员躺在所述底板(172)上，所述卷收器(19)底部设置有第一插槽(22)，所述安全带(18)穿过第一通孔(20)和第二通孔(21)后与第一插槽(22)插接；当所述宇航员坐在所述底板(172)上时，所述靠背部(171)上侧设置有第二插槽(23)，所述安全带(18)穿过第一通孔(20)后绕过所述靠背部(171)插接在所述第二插槽(23)内。5.根据权利要求1所述的月球环境救援工程车，其特征在于，所述主体(1)的周向上设置有四组第一减震弹簧(24)，所述第一减震弹簧(24)上一侧呈八字型固定有两组连接杆(26)，所述连接杆(26)末端安装有所述车轮(2)和车轮(2)电机，所述车轮(2)电机带动所述车轮(2)转动，所述车轮(2)电机与所述第一驱动元件(3)电连接。6.根据权利要求5所述的月球环境救援工程车，其特征在于，所述连接杆(26)上还设置有固定杆(27)，所述主体(1)同侧的两组所述固定杆(27)通过第二减震弹簧(25)连接。7.根据权利要求1所述的月球环境救援工程车，其特征在于，所述主体(1)上表面设置有第一支撑架(29)，当所述月球环境救援工程车处于收纳状态时，所述第一机械臂(5)抵接在所述第一支撑架(29)上，同时，所述第二机械臂(6)上设置有第二支撑架(30)，所述第三机械臂(7)抵接在所述第二支撑架(30)上。8.根据权利要求1所述的月球环境救援工程车，其特征在于，所述主体(1)上安装有太阳能板(31)，所述主体(1)内设置有电池(32)，所述电池(32)与所述太阳能板(31)电连接，所述电池(32)为所述第一驱动元件(3)和第二驱动元件(4)供电。
9.根据权利要求1所述的月球环境救援工程车，其特征在于，所述底座(9)通过旋转电机安装在所述主体(1)上，所述底座(9)上侧转动连接有摄像头(33)，所述主体(1)上侧还设置有信号收发器(34)，所述信号收发器(34)能与月球基地连接并控制所述第一驱动元件(3)和第二驱动元件(4)，所述摄像头(33)能通过所述信号收发器(34)将画面传输至所述月球基地，所述第二驱动元件(4)能驱动所述旋转电机转动。10.根据权利要求1所述的月球环境救援工程车，其特征在于，所述第一驱动元件(3)和所述第二驱动元件(4)安装在所述主体(1)内。

技术总结
本发明属于宇宙航行技术领域，公开了一种月球环境救援工程车。其中包括主体、车轮、机械臂组件、第一驱动元件和乘坐组件，主体下侧安装有车轮，第一驱动元件带动车轮转动；机械臂组件包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第二驱动元件，第一机械臂通过机械臂电机与第二机械臂转动连接，第一机械臂通过机械臂电机转动连接在底座上，底座安装在主体上，第三机械臂通过机械臂电机转动连接在第二机械臂上，第二驱动元件能驱动机械臂电机转动；解决现有技术下月球环境救援工程车机械臂占用空间较大，不便收纳的问题。不便收纳的问题。不便收纳的问题。


技术研发人员：宋家锋 许述财 刘德春 马帅 李少鹏 朱勇 张洋洋
受保护的技术使用者：清华大学苏州汽车研究院（相城）
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/6/28