[0001] 本发明属于月球车技术领域，具体涉及一种月球车动力系统、使用方法及月球车。

[0002] 月球表面覆盖着厚厚的月壤，主要是由天体所产生的碎片经过长期磨碎、混合而成的。月球上没有大气层和水循环，所以没有风雨侵蚀、平整月球表面，导致月面崎岖不平，地形变化比地球表面更加无规律，加上月壤非常细小、锋利、黏稠，很可能刺穿、划伤、堵塞车轮等驱动机构。月球车是一种能够在月球表面行驶并完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务的专用车辆。目前，各国针对月球车的研究均基于轮式结构。

[0003] 现有月球车地形适应性有限，无法克服月面月壤环境，其轮式结构容易陷入月壤中，导致月面探索任务的失败。由于月面环境较为复杂，其行驶效率不高，严重影响任务实施。轮式结构的设计复杂，可靠性低。由于月球重力环境和轮胎结构等限制,不能够满足人类进一步探月的需求。轮式结构在月面行驶的阻力大、速度慢、能耗高、载荷低，不适用于长时间、大规模的探索计划。由于轮子和部署机构受到月面阻力影响较大，存在无法完全展开，导致月球车无法如期弹出和正常部署的问题。传统月球车采用机械轮式驱动，在月球低重力环境下动力传递效率不高，行驶速度慢。

[0004] 专利公开号为CN111409866A，名称为轮履复合式高通过性月球车的专利申请，具体涉及一种轮履复合式高通过性月球车，其包括：两个独立驱动的前轮系统、两个轮履可切换式后轮系统即履带系统、车体。所述履带系统包括履带、履带主驱动轮、前摆臂机构、后摆臂机构、前导轮、后导轮、前辅助支撑轮、后辅助支撑轮。该专利申请的月球车虽然通过性好，但仍无法解决现有月球车存在的行驶速度缓慢的问题。

[0034] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0035] 需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

[0036] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0037] 下面结合附图对本发明进行详细说明。

[0038] 如图1所示，本发明的一种月球车动力系统，包括：能源系统，所述能源系统电连接有喷料发动机9；喷料通道6，所述喷料通道6的入口端伸出月球车外壳1的底部，所述喷料通道6的出口端伸出月球车外壳1的侧部；其中，所述喷料发动机9设置在所述喷料通道6内靠近出口端处，所述喷料通道6的入口端设置有碎壤机7；所述碎壤机7与所述能源系统电连接，所述碎壤机7与所述喷料发动机9的伸出端之间具有加热通道8。

[0039] 具体的，所述碎壤机7为岩石破碎机。

[0040] 可选的，喷料发动机9采用喷气式涡轮发动机或粉末涡喷发动机。通过将大量月壤向后推，以极高速的燃气喷气流形式来推进月球车。

[0041] 具体的，所述喷料通道6的入口端朝向月球车的前进方向，所述喷料通道6的出口端背向月球车的前进方向。

[0042] 由于月球表面没有大气层，故该发动机利用的动力介质为月壤。月球车从车底的吸壤口吸入月壤，通过压壤机压缩月壤进入螺旋加热通道，月壤在加热通道内受热膨胀后，通过涡轮使月壤从月球车的后方向喷出，从而对月球车提供向前的动力。

[0043] 这种动力方式解决了电动螺旋桨发动机的动力介质问题，月球车不用自带介质，极大减轻了月球车的自重，利于提高负载能力。

[0044] 具体的，所述加热通道8为所述喷料发动机9外侧与喷料通道6内壁之间的通道。可选的，所述加热通道8为螺旋状。

[0045] 可选的，所述能源系统包括太阳能板3，所述太阳能板3电连接有储能装置5。可选的，所述能源系统包括电池。

[0046] 具体的，所述储能装置5为电池。具体的，所述电池为氢燃料电池。

[0047] 所述太阳能板3的底部连接有垂直转动关节32，所述垂直转动关节32的底部连接有水平旋转接头31。

[0048] 所述水平旋转接头31的底部通过支撑件4与月球车外壳1的顶部连接。具体的，所述支撑件4为杆件。具体的，所述太阳能板3通过支架与所述垂直转动关节32连接。

[0049] 所述喷料发动机9伸出月球车外壳1的一端外侧设置有缩径喷口10。

[0050] 所述喷料通道6伸出月球车外壳1的侧部上设置有若干备用喷料通道，所述备用喷料通道的一端伸出月球车外壳1的外部，另一端伸入月球车外壳1内部且连接有气瓶。

[0051] 所述喷料通道6的入口端连接有铲料装置61。具体的，所述铲料装置61为铲料板，所述铲料板的上表面朝向月球车的前进方向。

[0052] 本发明的一种月球车动力系统，使用时，包括以下步骤：

[0053] S1：通过能源系统为喷料发动机9和碎壤机7供电，使喷料发动机9和碎壤机7工作；

[0054] S2：通过喷料发动机9自身热量对加热通道8进行加热；

[0055] S3：碎壤机7将破碎的月壤通过加热通道8加热，并将加热的月壤通过喷料发动机9向喷料通道6的出口端排出，对月球车产生动力。

[0056] 本发明的一种月球车，包括所述的月球车动力系统和月球车外壳1；所述月球车外壳1的底部设置有翘板2。

[0057] 具体的，所述翘板2的数量为四个，按照两排两列布置在所述月球车外壳1底部。

[0058] 翘板2与月面触面积大，不易陷入月壤中。同时由于翘板2的面积大，故承载能力强。并且板状结构阻力小，较传统月球车在月面的行驶速度快，非常适合在月壤表面行驶；另外翘板2为特殊设计的板状结构，相比电动轮，结构非常简单，可靠性大幅提高，成本大幅降低。

[0059] 橇板2是月球车在月面行驶的保障，其直接与月面月壤接触，能提供较大接触面积进而减小压强，使得月球车不易陷入月壤中，同时承载能力强，阻力小，十分适合月壤表面行驶。

[0060] 所述翘板2转动连接在所述月球车外壳1的底部。所述翘板2的底部设置有若干沿月球车行驶方向的条状结构。橇板2底部的条状结构，相比电动轮，结构非常简单，可靠性大幅提高。通过转动月球车前滑板的方向可使月球车产生转向力矩，实现月球车的转向功能，结构简单可靠。具体的，所述条状结构为条状凸起。

[0061] 实施例

[0062] 本实施例中，能源系统包括太阳能板3和储能装置5，所述加热通道8为螺旋状，翘板2的数量为四个且均与月球车外壳1底部转动连接；所述喷料通道6的入口端连接有铲料装置61，所述铲料装置61为铲料板；喷料发动机9出口处具有缩径喷口10，月球车外壳1上设置有两个备用喷料通道，分别设置在喷料发动机9的缩径喷口10的两侧，且两个备用喷料通道均具有缩径喷口10，每个备用喷料通道均连接有气瓶。

[0063] 本发明的一种月球车使用时，包括以下步骤：

[0064] 阳能板3通过为储能装置5充电实现能量的储存，无太阳光照直射供能时储能装置5能够作为月球车提供动力。

[0065] 喷料发动机9借助经碎壤机7吸入的月壤颗粒被螺旋状的加热通道8加热后排出而产生的反作用力，能够有效为月球车提供动力。

[0066] 行驶过程中，通过所述铲料装置61不断为喷料通道6输入月壤，并通过转动翘板2实现转向。在月球车内部缺少月壤介质时，通过喷气瓶喷气产生用于起步的前进动力。

[0067] 在以上实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件，所涉及的结构设置方式、工作方式或控制方式如无特别说明，均为本领域常规的设置方式、工作方式或控制方式。

[0068] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。