一种火星车用的自清洁装置的制作方法

本发明涉及火星沙尘环境，具体为一种火星车用的自清洁装置。

背景技术：

1、火星车是指在火星登陆用于火星探测的可移动探测器，是人类发射的在火星表面行驶并进行考察的一种车辆。火星车自清洁装置利用风力发电装置为前端清扫机构和剪叉机构提供动力，前端清扫机构通过剪叉机构和抬升机构实现火星车太阳能板区域全覆盖清洁。

2、由于火星车空间资源较为紧张，因此需要对自清洁装置整体结构布局进行设计，充分利用空间。

3、例如公布号为cn113884982a在中国发明专利文献公开了一种火星表面光深测定方法，其中说明书中公开了一种火星车，火星车顶部设置太阳能板。在火星车太阳能板展开后，自清洁装置需要在运动的过程中避开太阳能板铰链，并且自清洁装置不能干涉火星车太阳能板收拢，因此，亟需一种能够适应火星车太阳能板收拢后空间要求和火星沙尘环境的自清洁装置。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于如何提供一种能够适应火星车太阳能板收拢后空间要求和火星沙尘环境的自清洁装置。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种火星车用的自清洁装置，包括抬升机构、剪叉机构、支撑脚机构、清扫机构；所述抬升机构一端能够转动的设置在火星车上，另一端通过剪叉机构连接所述清扫机构，所述剪叉机构底部设置有能够收缩在剪叉机构上的支撑脚机构，驱动抬升机构，能够实现剪叉机构和前端清扫机构在火星车上升降和转动。

4、该装置在剪叉机构展开或者收拢时，将支撑脚机构收缩在剪叉机构上，使得剪叉机构展开或者收拢时支撑脚机构能够避开太阳能板铰链，同样也可以通过抬升机构的驱动来抬升剪叉机构来避开太阳能板铰链。并且该装置在不工作时收拢在太阳能板收拢后与火星车表面形成的间隙空间中，不额外占用火星车的空间，也不干涉火星车太阳能板收拢，充分利用火星车上的剩余空间。

5、优选地，所述抬升机构由水平转动副单元和竖向转动副单元组成，所述水平转动副单元连接火星车内部转动轴，通过火星车内部转动轴的转动带动所述水平转动副单元转动，所述竖向转动副单元远离火星车内部转动轴的一端连接所述竖向转动副单元，所述竖向转动副单元连接所述剪叉机构，通过竖向转动副单元的转动带动所述剪叉机构升降。

6、优选地，所述剪叉机构包括铰接单元和电动推杆，所述铰接单元能够伸缩的设置在抬升机构上，所述铰接单元远离抬升机构的一端连接清扫机构，所述支撑脚机构能够收缩在铰接单元底部，所述电动推杆固定端固定在抬升机构上，另一端连接所述铰接单元，驱动电动推杆，致使铰接单元实现展开或者收拢。

7、优选地，所述铰接单元由多组x形铰接组件组成，所述x形铰接组件包括上推杆和下推杆，靠近抬升机构的上推杆和下推杆分别与抬升机构铰接，所述上推杆和下推杆转动连接且呈x形设置，相邻之间的x形铰接组件中上推杆铰接上推杆，下推杆铰接下推杆，所述电动推杆的驱动端连接上推杆，靠近清扫机构的上推杆和下推杆分别与清扫机构铰接；所述支撑脚机构能够收缩在下推杆底部。

8、优选地，所述支撑脚机构包括第一电机、转轴、支撑脚柱，所述第一电机设置在剪叉机构上，所述剪叉机构底部设有安装槽，所述安装槽内设置有连接第一电机输出端的转轴，所述支撑脚柱固定在转轴上，驱动所述第一电机转动带动所述支撑脚柱闭合在安装槽内或脱离安装槽。

9、优选地，所述支撑脚柱的端部设有滚动球单元。

10、优选地，所述清扫机构包括固定杆、转动杆、滚筒刷、第二电机，所述固定杆固定在剪叉机构远离抬升机构的一端，所述固定杆两端均设置有能够转动的转动杆，所述转动杆之间设置有滚筒刷，所述转动杆上设置有能够带动滚筒刷转动的第二电机。

11、优选地，还包括风力发电机构，所述风力发电机构包括风力发电机和机械臂，所述风力发电机通过机械臂设置在火星车上。

12、优选地，所述风力发电机构还包括姿态调节器，所述风力发电机通过姿态调节器连接所述机械臂。

13、优选地，所述风力发电机电连接火星车内部的蓄电池。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、1、该装置在剪叉机构展开或者收拢时，将支撑脚机构收缩在剪叉机构上，使得剪叉机构展开或者收拢时支撑脚机构能够避开太阳能板铰链，同样也可以通过抬升机构的驱动来抬升剪叉机构来避开太阳能板铰链。并且该装置在不工作时收拢在太阳能板收拢后与火星车表面形成的间隙空间中，不额外占用火星车的空间，也不干涉火星车太阳能板收拢，充分利用火星车上的剩余空间。

16、2、通过转动副单元的设置，在火星沙尘环境下可以减少关节处的磨损，提高了器件的工作寿命，保证该自清洁装置清洁工作的持续性。

17、3、通过支撑脚柱在火星车表面滚动实现多节点支撑，避免剪叉机构开展后由于自身重量导致整体结构发生形变。

18、4、通过风力发电机构的设置，使得该装置可以不使用火星车自身由太阳能板产生的电力，具有独立电力来源，不耗费多余能源；并且风力发电机构产生的电力还能为火星车在休眠期间提供电力来源。

技术特征：

1.一种火星车用的自清洁装置，其特征在于：包括抬升机构、剪叉机构、支撑脚机构、清扫机构；所述抬升机构一端能够转动的设置在火星车上，另一端通过剪叉机构连接所述清扫机构，所述剪叉机构底部设置有能够收缩在剪叉机构上的支撑脚机构，驱动抬升机构，能够实现剪叉机构和前端清扫机构在火星车上升降和转动。

2.根据权利要求1所述的一种火星车用的自清洁装置，其特征在于：所述抬升机构由水平转动副单元和竖向转动副单元组成，所述水平转动副单元连接火星车内部转动轴，通过火星车内部转动轴的转动带动所述水平转动副单元转动，所述竖向转动副单元远离火星车内部转动轴的一端连接所述竖向转动副单元，所述竖向转动副单元连接所述剪叉机构，通过竖向转动副单元的转动带动所述剪叉机构升降。

3.根据权利要求1所述的一种火星车用的自清洁装置，其特征在于：所述剪叉机构包括铰接单元和电动推杆，所述铰接单元能够伸缩的设置在抬升机构上，所述铰接单元远离抬升机构的一端连接清扫机构，所述支撑脚机构能够收缩在铰接单元底部，所述电动推杆固定端固定在抬升机构上，另一端连接所述铰接单元，驱动电动推杆，致使铰接单元实现展开或者收拢。

4.根据权利要求3所述的一种火星车用的自清洁装置，其特征在于：所述铰接单元由多组x形铰接组件组成，所述x形铰接组件包括上推杆和下推杆，靠近抬升机构的上推杆和下推杆分别与抬升机构铰接，所述上推杆和下推杆转动连接且呈x形设置，相邻之间的x形铰接组件中上推杆铰接上推杆，下推杆铰接下推杆，所述电动推杆的驱动端连接上推杆，靠近清扫机构的上推杆和下推杆分别与清扫机构铰接；所述支撑脚机构能够收缩在下推杆底部。

5.根据权利要求1所述的一种火星车用的自清洁装置，其特征在于：所述支撑脚机构包括第一电机、转轴、支撑脚柱，所述第一电机设置在剪叉机构上，所述剪叉机构底部设有安装槽，所述安装槽内设置有连接第一电机输出端的转轴，所述支撑脚柱固定在转轴上，驱动所述第一电机转动带动所述支撑脚柱闭合在安装槽内或脱离安装槽。

6.根据权利要求5所述的一种火星车用的自清洁装置，其特征在于：所述支撑脚柱的端部设有滚动球单元。

7.根据权利要求1所述的一种火星车用的自清洁装置，其特征在于：所述清扫机构包括固定杆、转动杆、滚筒刷、第二电机，所述固定杆固定在剪叉机构远离抬升机构的一端，所述固定杆两端均设置有能够转动的转动杆，所述转动杆之间设置有滚筒刷，所述转动杆上设置有能够带动滚筒刷转动的第二电机。

8.根据权利要求1所述的一种火星车用的自清洁装置，其特征在于：还包括风力发电机构，所述风力发电机构包括风力发电机和机械臂，所述风力发电机通过机械臂设置在火星车上。

9.根据权利要求8所述的一种火星车用的自清洁装置，其特征在于：所述风力发电机构还包括姿态调节器，所述风力发电机通过姿态调节器连接所述机械臂。

10.根据权利要求8所述的一种火星车用的自清洁装置，其特征在于：所述风力发电机电连接火星车内部的蓄电池。

技术总结本发明公开了一种火星车用的自清洁装置，包括抬升机构、剪叉机构、支撑脚机构、清扫机构；所述抬升机构一端能够转动的设置在火星车上，另一端通过剪叉机构连接所述清扫机构，所述剪叉机构底部设置有能够收缩在剪叉机构上的支撑脚机构，驱动抬升机构，能够实现剪叉机构和前端清扫机构在火星车上升降和转动。本发明的优点在于，该装置能够避开太阳能板铰链，并且该装置在不工作时收拢在太阳能板收拢后与火星车表面形成的间隙空间中，不额外占用火星车的空间，也不干涉火星车太阳能板收拢，充分利用火星车上的剩余空间。技术研发人员：王飞洋,张晓,吴涛,路广菲,宋昱岐,吴健受保护的技术使用者：深空探测实验室（天都实验室）技术研发日：技术公布日：2024/6/18