一种星球车移动悬架布线方法与流程

1.本发明属于外星球巡视探测领域，具体的，涉及一种适用于星球车移动悬架布线的方法。适用于移动机构各类供电、信号、热控等电缆的内部走线，实现对电缆的防护。


背景技术：

2.星球车所处的行驶环境比较恶劣，且不具有在轨维修的能力，摇臂式悬架结构是星球车常采用的一种移动机构形式。该机构具有较大的摆动范围，驱动机构、转向机构的电缆需要沿着摇臂固定，并在机构运动副位置预留活动空间，这给电缆防护带来一定难度。我国玉兔一号月球车因月面恶劣的环境发生了电缆损伤的问题，美国火星车也都采用了外部电缆固定的方式，为了防止电缆损伤，将电缆固定在摇臂结构上方。
3.我国火星车移动悬架设计了一种封闭结构的复合材料摇臂结构，利用该结构形式，将驱动机构、转向机构等各机构电缆布置在摇臂结构内部，从而将电缆防护起来，防止火星表面恶劣的地形对电缆造成影响，该移动悬架布线方式同样适用于月球车。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决电缆外漏容易受到损伤的技术问题。而提供一种星球车移动悬架布线方法，该方法将电缆在摇臂结构内部走线并固定，
5.一种星球车移动悬架布线方法，主要是对电缆内部走线及防护，电缆端部固定和热变形适应性，机构运动防电缆干涉等方面设计。
6.星球车移动悬架为左右对称结构，其包括前轮驱动机构、前车轮、前转向臂、前转向机构、前主摇臂、中转向臂、中轮转向机构、后主摇臂、离合器、副摇臂、后转向臂、后转向机构、后轮驱动机构和中轮驱动机构；
7.前转向臂、中转向臂、后转向臂、前主摇臂、后主摇臂和副摇臂称为摇臂；
8.存在电缆相对运动的构件包括前转向臂和前主摇臂，中转向臂和副摇臂，后主摇臂和副摇臂，副摇臂和后转向臂，前主摇臂和后主摇臂；
9.有电缆输出的构件包括前轮驱动机构、前转向机构、中转向机构、离合器、后转向机构、后轮驱动机构和中轮驱动机构，有电缆输出的构件的电缆均从壳体上引出电缆；
10.存在电缆相对运动的构件的电缆均裸露在外，这些地方的电缆布线需要考虑不得影响机构运动。
11.经过前转向臂、中转向臂、后转向臂、前主摇臂、后主摇臂和副摇臂的电缆均布置在内部，实现内部走线；
12.在摇臂内部的电缆外面包覆一层绝缘层，并且在相对运动处和摇臂结构内部采取松散固定措施，即防止电缆振动敲击摇臂结构，又能适应热变形。
13.电缆相对运动处两端固定，转动过程电缆受控收缩，不影响机构运动，电缆也不会与车轮等机构干涉。
14.本发明的有益效果：
15.1、除活动部位外，电缆均在摇臂结构内部走线，防止电缆裸露，增加电缆恶劣地形下的防护能力。
16.2、电缆与结构件采取了二次绝缘措施，并且在相对运动处和摇臂结构内部采取松散固定措施，即防止电缆振动敲击摇臂结构，又能适应热变形。
17.3、相对运动处两端固定，转动过程电缆受控收缩，不影响机构运动，电缆也不会与车轮等机构干涉。
附图说明
18.图1是悬架整体结构及布线图；
19.图2是驱动机构和转向机构布线图；
20.图3是主摇臂和副摇臂处布线图；
21.图4是中轮和后轮整体布线图；
22.图5是前主摇臂和后主摇臂处布线图；
23.图6是结构内固定和绝缘示意图。
具体实施方式
24.如图1至图5所示，一种星球车移动悬架布线方法，主要是对电缆内部走线及防护，电缆端部固定和热变形适应性，机构运动防电缆干涉等方面设计，
25.如图1所示，星球车移动悬架为左右对称结构，其包括前轮驱动机构1、前车轮2、前转向臂3、前转向机构4、前主摇臂5、中转向臂6、中轮转向机构7、后主摇臂8、离合器9、副摇臂10、后转向臂11、后转向机构12、后轮驱动机构13和中轮驱动机构14；
26.电缆41包括驱动机构电缆20、转向机构电缆21、中轮组件电缆23、离合器电缆24、后轮组件电缆25、前轮组件电缆31、
27.1、驱动机构和转向机构布线：
28.如图2所示，以前轮的驱动和转向机构为例进行说明
29.前轮驱动机构1上的电缆从尾部输出，驱动机构电缆20整体被前转向臂3套在结构桶内，并沿内腔从前转向机构4处伸出，在预留弯曲半径并满足前转向机构4运动范围后，从前主摇臂5的出线孔处进入摇臂结构内腔；转向机构电缆21与驱动机构电缆20一起穿过前主摇臂5的出线孔，形成一束电缆，进入摇臂结构内腔。
30.驱动机构电缆20在驱动线卡15、转向臂线卡17、转向臂出口线卡18、前主摇臂转向端线卡19部位设置电缆固定装置，将驱动机构电缆20固定，其中，转向臂线卡17为软固定，只起到约束和限位作用，其余部位为紧固定，电缆不能攒动；压紧座16用于移动机构的压紧，也用于将前转向臂3封闭成密封腔体，防止土壤进入。
31.2、主副摇臂处机构布线：
32.如图3所示，中轮组件电缆23从中轮驱动机构14和中轮转向机构7上引出，后轮组件电缆25从后轮驱动机构13和后轮转向机构12上引出，二者在副摇臂10中间位置汇集，从出线口引出，并与离合器电缆24汇合以后形成一束中后轮组件电缆26，在预留后主摇臂8和副摇臂10之间的运动包络范围，并满足电缆弯曲半径要求后，从出线口进入后主摇臂8内腔。
33.电缆固定位置分别设置中轮组件线卡28、后轮组件线卡27、后主摇臂固定线卡29、后主摇臂约束线卡30电缆固定点，除后主摇臂约束线卡30为软固定外，其余固定点均为紧固定方式；中后轮组件电缆26的活动部分在副摇臂10上方，不易受到地面岩石等影响。整个主副摇臂的布线如图4所示。
34.3、主副摇臂处机构布线：
35.如图5所示，前轮组件电缆31从前主摇臂5内腔布线到尾端，绕过主轴33后从出线口位置引出，中后轮组件电缆26从后主摇臂8内腔布线到尾端，绕过主轴33后从出线口位置引出，两束电缆分别引出后，预留一定的弯曲半径和长度，在星球车箱体上固定，满足前主摇臂5和后主摇臂8之间的相对运动即可。
36.为防止电缆窜动，设置前主摇臂主轴端固定线卡36、前主摇臂主轴端限位线卡32对前轮组件电缆31进行约束；设置后主摇臂主轴端固定线卡35、后主摇臂主轴端限位线卡34对中后轮组件电缆26进行约束；其中前主摇臂主轴端限位线卡32和后主摇臂主轴端限位线卡34为软固定，另外两个为紧固定。
37.4、电缆在摇臂结构腔内软固定布线：
38.如图6所示，首先在电缆41外面包覆一层绝缘层38，提供电缆41与摇臂内腔37的二次绝缘，也防止电缆41的绝缘层38磨损；然后在电缆设计好的位置，包覆一层柔软的可压缩的内固定线卡39，并在两端绑扎限位绑线40，防止内固定线卡39在电缆41上窜动；将内固定线卡39压缩后穿过摇臂内腔37，电缆41位置确定后，前后拉动电缆41，使得内固定线卡39的两端都是松散状态，适应电缆41在高低温下的热变形，防止受力损伤甚至拉断。


技术特征：
1.一种星球车移动悬架布线方法，其特征在于：星球车移动悬架为左右对称结构，其包括前轮驱动机构(1)、前车轮(2)、前转向臂(3)、前转向机构(4)、前主摇臂(5)、中转向臂(6)、中轮转向机构(7)、后主摇臂(8)、离合器(9)、副摇臂(10)、后转向臂(11)、后转向机构(12)、后轮驱动机构(13)和中轮驱动机构(14)；前转向臂(3)、中转向臂(6)、后转向臂(11)、前主摇臂(5)、后主摇臂(8)和副摇臂(10)称为摇臂；存在电缆相对运动的构件包括前转向臂(3)和前主摇臂(5)，中转向臂(6)和副摇臂(10)，后主摇臂(8)和(10)副摇臂(10)，副摇臂(10)和后转向臂(11)，前主摇臂(5)和后主摇臂(8)；有电缆输出的构件包括前轮驱动机构(1)、前转向机构(4)、中转向机构(7)、离合器(9)、后转向机构(12)、后轮驱动机构(13)和中轮驱动机构(14)，有电缆输出的构件的电缆(41)均从壳体上引出电缆；存在电缆相对运动的构件的电缆(41)均裸露在外；经过前转向臂(3)、中转向臂(6)、后转向臂(11)、前主摇臂(5)、后主摇臂(8)和副摇臂(10)的电缆(41)均布置在内部，实现内部走线；在摇臂内部的电缆(41)外面包覆一层绝缘层(38)，并且在相对运动处和摇臂结构内部采取松散固定；电缆(41)相对运动处两端固定。

技术总结
一种星球车移动悬架布线方法，该方法是：除活动部位外，电缆均在星球车移动悬架的摇臂结构内部走线，防止电缆裸露，增加电缆恶劣地形下的防护能力；电缆与结构件采取了二次绝缘措施，并且在相对运动处和摇臂结构内部采取松散固定措施，即防止电缆振动敲击摇臂结构，又能适应热变形。相对运动处两端固定，转动过程电缆受控收缩，不影响机构运动，电缆也不会与车轮等机构干涉。车轮等机构干涉。车轮等机构干涉。


技术研发人员：袁宝峰 张昕蕊 陈明 刘雅芳 邹猛 潘冬
受保护的技术使用者：北京空间飞行器总体设计部
技术研发日：2021.08.13
技术公布日：2021/11/8