本發(fā)明涉及一種可變構(gòu)型的載人月球車移動系統(tǒng)。通過被動輪與主動輪之間的構(gòu)型變換實現(xiàn)故障工況下的被動輪輔助行駛和分離成小4輪車單獨返航以提高航天員安全性，同時分離后可具備雙車并行探測、主從探測能力以提高探測效率。

背景技術(shù)：

1、載人月球車是未來航天員在月面執(zhí)行任務(wù)所依賴的重要交通工具，受限于發(fā)射重量和體積要求，需要在有限的設(shè)計空間下賦予其盡可能多的功能，主要分為探測功能和安全功能。探測效率尤為重要，同時載人月球車與航天服的電量及生保資源有限，因此需要載人月球車可靠性足夠高，在發(fā)生故障時依舊具有返航能力，確保航天員生命安全。

2、目前成功多次登月的載人月球車是美國的阿波羅月球車，其采用4輪折疊構(gòu)型，發(fā)射時收攏，月面展開，其變構(gòu)只用來滿足發(fā)射后展開的需求。阿波羅月球車的4個輪子均為主動輪，在車輪旋轉(zhuǎn)發(fā)生故障時，可將驅(qū)動解鎖以將其變成被動輪，靠剩下的車輪驅(qū)動以維持行駛。該方式能夠提供一定的故障應對能力，但是當輪面發(fā)生故障、車輪完全不具備行駛能力(如異常卡死)時，整車將無法行駛，航天員依舊面臨生命安全威脅，因此新型的載人月球車需要通過其他方式提高安全性。

3、專利：一種可分離重構(gòu)大折展載人月球車，cn202210930140.3北京空間飛行器總體設(shè)計部提出了一種大4輪車分離成雙小3輪車的構(gòu)型方案，實現(xiàn)了主動輪故障時雙車分離，利用未損壞的小3輪車返航的功能，保障了航天員安全，同時其也具備了分離成雙車后的并行探測能力。該系統(tǒng)方案的被動輪折疊在車底板上，需要分離時釋放后支撐到月面。其具有幾個明顯的缺點：一、3輪車的駕駛穩(wěn)定性較差，并且雙人駕駛時，尺寸較小的被動輪承擔了較大的重量，很容易沉陷到松軟的月壤中從而使得所需行駛牽引力迅速增大，嚴重時可能無法繼續(xù)行駛；二、其主要用于同一端的車輪損壞，例如單前輪或雙前輪損壞，其分離后后面部分車功能完好，但是當一前一后輪損壞時，將無法實現(xiàn)安全返航，被動輪在車體中間，因此也無法在雙車不分離時釋放被動輪以替代主動輪功能。綜合分析，該專利提供了一種提高安全性的方法但依舊存在缺陷，還有提高改進的必要性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：提出一種大4輪車分離成雙小4輪車的方案，解決現(xiàn)有的載人月球車方案的故障模式安全措施不足和駕駛穩(wěn)定性差的問題。

2、本發(fā)明解決技術(shù)的方案是：一種可變構(gòu)載人月球車移動系統(tǒng)，包括底板、四個主動輪以及被動輪，所述被動輪有四個；兩兩對稱安裝在所述底板的可分離面兩側(cè)；每個主動輪均具有獨立驅(qū)動和獨立轉(zhuǎn)向；

3、當主動輪無故障時，包含兩種構(gòu)型，未分離構(gòu)型，四個被動輪均壓緊在底板上方，采用四個主動輪移動工作；分離構(gòu)型，所有被動輪下放，底板分離，每輛分離車采用兩個主動輪以及兩個被動輪移動工作；

4、主動輪故障時，包含兩類構(gòu)型，一類構(gòu)型抬起故障的主動輪，下放離故障主動輪同側(cè)且最近的被動輪；另一類構(gòu)型，在單個主動輪故障，或者同端兩個主動輪故障時，下放主動輪未故障端兩個被動輪，底板分離，分離車采用兩個主動輪以及兩個被動輪移動工作。

5、優(yōu)選的，每個被動輪通過搖臂安裝在底板上，被動輪下放過程典型動作包括壓緊、抬起、下放、分離后的后搖；

6、所述的搖臂包括根部段和搖臂段，通過兩個相互正交的轉(zhuǎn)動軸實現(xiàn)搖臂段相對于底板的固定、解鎖、及2檔位鎖定，搖臂段與車輪相對于根部段的旋轉(zhuǎn)、解鎖及3檔位鎖定；所述的2檔位包括被動輪壓緊在底板時檔位、被動輪下放時抬起到位時檔位；所述的3檔位包括壓緊抬起動作中的固定檔位、下放檔位、后搖檔位。

7、優(yōu)選的，所述搖臂段上設(shè)計有轉(zhuǎn)動副及板簧，使得被動輪搖臂具有彈性和阻尼，提供駕駛時的地形波動緩沖及振動衰減，提高駕駛舒適性。

8、優(yōu)選的，所述的根部段包括相互正交的第1轉(zhuǎn)軸和第2轉(zhuǎn)軸；

9、所述第1轉(zhuǎn)軸包括底座、根部齒盤、齒座、搖臂和根部連接件、根部壓簧、根部端蓋、根部壓簧端蓋、根部壓板支架、根部壓板、根部壓板推桿；搖臂和根部連接件套裝在底座上；齒座固裝在搖臂和根部連接件的側(cè)壁外側(cè)，所述齒座上具有兩組齒槽；根部齒盤從所述齒座外插入底座的內(nèi)腔，根部彈簧套裝在所述根部齒盤內(nèi)腔端并通過根部壓簧端蓋軸向限位；根部端蓋固裝在與搖臂和根部連接件相對的齒座一側(cè)，根部壓板推桿穿過所述根部端蓋與根部齒盤端部連接，形成由根部壓板推桿、根部齒盤形成的本部轉(zhuǎn)軸；

10、所述根部壓板推桿位于根部端蓋外側(cè)的一端鉸接根部壓板，當根部壓板處于無外力施壓狀態(tài)時，齒座的一組齒槽與根部齒盤中的齒嚙合實現(xiàn)本部轉(zhuǎn)軸的鎖緊，當根部壓板受力施壓時，壓根部壓板推動根部壓板推桿、根部齒盤向外運動，根部齒盤上的齒從齒座的齒槽中脫出，實現(xiàn)了本部轉(zhuǎn)軸的解鎖；當搖臂段抬起到位時，根部齒盤上的齒正好與齒座的另一組齒槽對齊，在根部壓簧的作用下，根部齒盤向里縮實現(xiàn)和齒座的鎖定；

11、第2轉(zhuǎn)軸包括搖臂齒盤、搖臂齒座、搖臂壓簧、搖臂壓簧蓋板、搖臂壓板、搖臂銅套；搖臂齒座套裝在搖臂和根部連接件的頂端，二者之間安裝搖臂銅套，所述搖臂齒座上設(shè)置三組齒槽，搖臂齒盤從所述頂端插入搖臂和根部連接件，搖臂壓簧套裝在搖臂齒盤插入端并通過安裝在端部的搖臂壓簧蓋板限位，所述的搖臂壓簧蓋板與安裝在搖臂和根部連接件外壁的搖臂壓板連接，第2轉(zhuǎn)軸解鎖時，下壓搖臂壓板，其撥動搖臂壓簧蓋板向里運動，進而帶動搖臂齒盤向外運動，實現(xiàn)搖臂齒盤上的齒與搖臂齒座上的齒槽脫開，即實現(xiàn)搖臂繞第2轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)動到下放位置時時，齒盤的齒和搖臂齒座的另一組齒槽對齊，搖臂壓簧推動搖臂齒盤向里運動，齒即插入齒槽實現(xiàn)鎖定，搖臂壓板在搖臂壓簧推動下自動復位；當需要后搖時，首先下壓搖臂壓板解鎖，轉(zhuǎn)動到后搖位置，齒盤的齒和搖臂齒座的第三組齒槽對齊，并在搖臂壓簧作用下鎖定。

12、優(yōu)選的，在搖臂和根部連接件的靠近根部壓板的位置有凸起，當其旋轉(zhuǎn)時，該凸起會觸碰到根部壓板使其自動回正。

13、優(yōu)選的，所述根部端蓋帶法蘭盤的階梯圓柱結(jié)構(gòu)，階梯圓柱的大端穿過搖臂和根部連接件側(cè)壁的圓孔，通過法蘭盤實現(xiàn)二者的固接，根部銅套套裝在階梯圓柱的小端，所述根部銅套的結(jié)構(gòu)滿足底座側(cè)壁與搖臂和根部連接件內(nèi)壁之間、底座內(nèi)壁與階梯圓柱的小端之間為根部銅套，其作為滑動轉(zhuǎn)動副實現(xiàn)第1轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)及軸向的限位滑動，依靠銅材質(zhì)實現(xiàn)較低的磨擦系數(shù)和較高的承載能力。

14、優(yōu)選的，所述搖臂壓板為彎折結(jié)構(gòu)，彎折結(jié)構(gòu)的一端插入搖臂壓簧蓋板側(cè)壁，彎折結(jié)構(gòu)另一端為外部操作端，彎折結(jié)構(gòu)通過搖臂壓板轉(zhuǎn)軸螺釘安裝在搖臂壓板安裝座上，所述搖臂壓板安裝座安裝在搖臂和根部連接件側(cè)壁。

15、優(yōu)選的，本部轉(zhuǎn)軸所在的空間通過安裝防塵圈保證工作環(huán)境；所述搖臂壓簧蓋板與搖臂和根部連接件內(nèi)腔之間安裝搖臂壓簧防塵蓋，與防塵圈一起保證第2轉(zhuǎn)軸的工作環(huán)境。

16、優(yōu)選的，所述搖臂段包括搖臂與根部連接段、搖臂與車輪連接段與車輪軸組件；

17、在搖臂與根部連接段和搖臂與車輪連接段之間通過搖臂轉(zhuǎn)軸連接，搖臂與根部連接段和搖臂與車輪連接段同側(cè)設(shè)置凹槽用于放置板簧，板簧位于搖臂與根部連接段的一端通過板簧固定板固定，板簧上安裝板簧滑動板，板簧滑動板的所用是為板簧提供限位，使板簧只能在板簧滑動板內(nèi)滑動，即抽拉運動；

18、搖臂與車輪連接段的端部通過車輪軸組件與車輪進行連接，搖臂與根部連接段的端部為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，用于套裝在搖臂齒座上，二者的連接是固定連接，所述圓環(huán)結(jié)構(gòu)上設(shè)置用于操作轉(zhuǎn)動的孔洞；車輪軸組件包含外殼，轉(zhuǎn)軸和一對角接觸球軸承，為被動輪提供轉(zhuǎn)動自由度。

19、優(yōu)選的，搖臂轉(zhuǎn)軸、搖臂與根部連接段、搖臂與車輪連接段在搖臂轉(zhuǎn)軸位置均有很多凹坑，凹坑內(nèi)放置有石墨粉，用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的固體潤滑。

20、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：本發(fā)明移動系統(tǒng)能夠解決分離成雙小3輪車后的駕駛不穩(wěn)定問題，同時被動輪布置在車體兩側(cè)使其具有替代主動輪功能的能力，這樣即可實現(xiàn)全部故障模式下的安全返航。同時本發(fā)明方案具有多種可變構(gòu)型，也具有雙車高效率并行探測和主動探測的能力。