ВВЕДЕНИЕ 8
1 Аналитический обзор конструкций и типовые механизмы шагания. . . 9
1.1 Типовые движители в космической технике 11
1.2 Последовательность перемещения планетохода 13
1.3 Модель грунта и основные препятствия на Луне 16
1.4 Патентный обзор конструкций движителей космической техники. 20
1.5 Анализ найденных изобретений 22
1.6 Обзор и выбор механизма шагания 24
1.7 Подвеска планетохода 28
1.8 Т ехнические решения в узлах космической техники 31
2 Принципиальная схема движителя лунохода 36
2.1 Модернизация способа передвижения транспортного средства с
колёсно-шагающим движителем (КШД) 37
2.2 Разработка и описание кинематической схемы колёсно¬шагающего движителя 48
2.3 Описание конструкции механизма шагания 52
2.4 Организация управления движителем 57
3 Расчёт механизма шагания 59
3.1 Расчётные случаи 59
3.2 Геометрический расчёт и оптимизация траектории шагания 67
3.3 Силовой расчёт механизма шагания 77
3.4 Выбор двигателя и энерго-кинематический расчёт привода 89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 97
ПРИЛОЖЕНИЯ 100
Главный вопрос, который ставится при освоении лунного пространства — может ли человек выдержать длительные межпланетные путешествия. Постройка лунных баз и космических станций позволит изучить влияние космической среды на человеческий организм в долгосрочной перспективе.
В данной выпускной квалификационной работе проводится исследование и проектирование механизма шагания движителя лунохода модульного типа, т.е. конструкции высокой взаимозаменяемости, которую можно присоединять к различным типам будущих космических машин. Следует отметить актуальность и новизну применения модульных конструкций в космической технике, так как большая часть узлов механизмов и машин в космической отрасли в настоящее время предполагает только узкоспециализированное применение.
Введение универсальных модульных приспособлений может дать значительный организационный и экономический эффект как на стадии проектирования, так на стадии производства. [2]
Эксплуатация космических изделий требует особых инженерных решений. Классические надёжные конструкции, используемые на Земле, в космосе непригодны из-за слишком больших габаритов и массы, а также из-за особых космических условий - радиации, чрезмерно низкой или высокой силы тяжести и т.п.
В данной выпускной работе были изучены варианты исполнения движителей планетоходов, а также способы защиты мехатронных узлов изделия от экстремальной космической среды.
В процессе выполнения работы некоторые аспекты, связанные с недостаточной информированностью, были опущены или упрощены до более примитивных случаев. По этой причине возможна дальнейшая доработка, как математической модели, так и конструкции.
Для того, чтобы получить более качественную информацию об особенностях и недостатках конструкции, необходимо провести ряд экспериментальных исследований тягово-сцепных свойств в условиях имитации силы тяжести на Луне. Такие исследования проводятся на имитационных стендах на Земле, после чего подтверждается пригодность исследуемой конструкции.
Стоит отметить, что часть исследований и расчётов в данной работе были проведены с несколько большей точностью благодаря накопленному опыту проектирования от различных инженерных организаций, занимающихся разработкой космической техники. Такой опыт носит общедоступный характер, сформировавший общие тенденции при проектировании механизмов, работающих в различных условиях. Основной стиль исполнения узлов космической техники заимствован из механизмов земных летательных аппаратов.
