Zhurong - erster chinesischer Marsrover

Zhurong (Tianwen-1)
Animation von Landung und zukünftige Fahrt des Marsrover.


https://www.youtube.com/watch?v=_kQI8ftxdFU
Source: CASC, CNSA

Vermutlich wird Zhurong in 2-3 Tagen vom Lander rollen.

Beste Grüße Gertrud

Man findet auf dem Video sehr interessante Besonderheiten in der Konstruktion des Marsrover´s Chassis und seiner Suspension (Aufhängung). Von einer Seite ist es  nicht neue Suspension, es ist die alte amerikanische Rocker-Bogie. Aber chinesische Ingenieure haben eine Art des Wheel-Walking  Mechanismus in Rocker-Bogie eingebaut. Und sie haben neue Eigenschaften der Suspension bekommen. Auf 1:29 sieht man, dass der Rover mit diesem Mechanismus angehoben wird, er macht sich frei von dem Landemodul.  Und auf 2:29 wird der Wheel-Walking Modus (Betriebsart) gezeigt. Man braucht diesen Modus bei schweren Fahrbedingungen, z.B. wenn der Rover in einen Sandfalle kommt, wenn die Räder in lockerem Sand durchdrehen.  Dann wird der Wheel-Walking Modus eingeschaltet und die Trafficability steigt. Auf der Erde haben die Autos mit erhöhten Fahreigenschaften auf Gelände (Land-Rover) einen Seilzug. Aber auf dem Mars gibt es keine Möglichkeit einen Seilzug anzuwenden. Wheel-Walking Modus hilft wenn der Rover steckt sich in lockerem Boden.

Es gibt ein paar Dokumente, die dieses aktive Fahrwerkssystem beschreiben. Zwar Chinesisch – aber einige Englische Abstracts und die Abbildungen und Diagramme lassen ein Grundverständnis zur
Thematik zu. Durch die aktive Bewegungssteuerung des Differentials und des Bogie-Achsen-Drehpunktes lässt sich das Fahrwerk relativ zum Rover als auch relativ zum Boden in einer sehr großen
Varianz anpassen.

http://xuebao.jlu.edu.cn/gxb/CN/10.13229/j.cnki.Jdxbgxb20200604


http://jdse.bit.edu.cn/sktcxb/cn/article/doi/10.15982/j.issn.2096-9287.2020.20200032

http://jdse.bit.edu.cn/sktcxb/cn/article/doi/10.15982/j.issn.2096-9287.2020.20200033


jeweils auf die pdf Downloads gehen


https://www.edp-open.org/articles/jnwpu/pdf/2019/06/jnwpu2019376p1184.pdf

Ansonsten, noch eine Seite mit ein paar Mechanikbewegungsanimationen - auch weiter unten auf der Seite.

https://www.nfa5.com/yejie/202105/1588697.html

dksk

Aber chinesische Ingenieure haben eine Art des Wheel-Walking  Mechanismus in Rocker-Bogie eingebaut. Und sie haben neue Eigenschaften der Suspension bekommen. Auf 1:29 sieht man, dass der Rover mit diesem Mechanismus angehoben wird, er macht sich frei von dem Landemodul.  Und auf 2:29 wird der Wheel-Walking Modus (Betriebsart) gezeigt. ...

Durch die aktive Bewegungssteuerung des Differentials und des Bogie-Achsen-Drehpunktes lässt sich das Fahrwerk relativ zum Rover als auch relativ zum Boden in einer sehr großen
Varianz anpassen. ... Ansonsten, noch eine Seite mit ein paar Mechanikbewegungsanimationen - auch weiter unten auf der Seite.

Beeindruckend . Hoffentlich sparen sie sich das nicht für den Ernstfall auf, sondern erproben es auch mal an einer kleinen Düne, oder einem kleinen Fels.

Im englischen Wikipedia gibt es auch einen Übersichtsartikel dazu:

https://en.wikipedia.org/wiki/Rocker-bogie

@ vv: Der Unterschied zu den US-Rovern besteht also darin, dass die Pendelachse nicht nur passiv für eine gleichmäßige Belastung der Räder sorgt, sondern im aktiven Anheben der einzelnen Achsen. Kannst du jetzt noch den Begriff "Wheel Walking Modus" erklären?

Kannst du jetzt noch den Begriff "Wheel Walking Modus" erklären?

So wie ich es verstehe, besteht es in einem primitiven Gehen bzw. Schreiten, indem das Fahrzeug nicht mehr die Radmotoren, sondern die Schwenkmotoren des Fahrgestells zur Fortbewegung einsetzt. Die Achsen fungieren dann als hin und her schwenkende "Beine". Das Fahrzeug "läuft" sozusagen auf den Rädern. Die Radmotoren sind so lange blockiert. Beim Zurückschwenken müssen sie so geschaltet werden, dass die Räder das Fahrzeug nicht wieder zurück ziehen, d.h. entweder sind sie im Freilauf oder drehen in Fahrtrichtung mit.

Sehr schönes Video! (hier die originale Version)

Interessant fand ich unter anderem, daß der Rover komplett seitwärs fahren kann, also alle Räder um 90Grad drehen kann. Das kenne ich so von den amerikanischen nicht, oder hab ich das übersehen? Außerdem scheint er das "Fahrwerk" anheben zu können, um über anspruchsvolleres Gelände "klettern" zu können.

Jetzt kann man nur hoffen, daß der Rover so lange wir möglich durchhält, drücke den Chinesen alle Daumen, ich bin echt schwer beeindruckt!

Anheben des "Fahrwerkes" oder des "Körpers"?

Der Exo Mars Rover kann das auch, in dem Video kann man den Wheel Walking Mode sehr schön sehen (ab ca. 3:38 min)


https://www.youtube.com/watch?v=BNItE7zjhq8

Beim Vergleich der Bilder der vielen Rover fällt mir auf:
Alle hatten massive Metallräder. Das heißt man hat ein "Blech mit Profil" als Lauffläche und das ist mit Speichen mit der Nabe verbunden.

Nur beim Exo Mars Rover gibt es eine "Federung" zwischen Lauffläche und dem Rad.
Man hat zwar eine größere Auflagefläche, aber setzt sich das nicht sofort mit Sand und Steinchen voll?

Sorry, falls es einen thread zum Exo mars Rover gibt konnte ich ihn nicht finden und außerdem sieht man hier die verschiedenen Bilder nebeneinander.

Die Räder der beiden neuesten, großen NASA-Rover (Curi und Persy) sind gar nicht so massiv: Die Lauffläche ist aus dünnem (und bald löchrigem^^) Blech und die Speichen sind keine geraden "Stäbe", sondern dünn und kunstvoll geschwungen. Massive Räder wie jetzt wieder Zhurong hatten nur die beiden älteren MER-Modelle.

@rok: ja, genau, in der Aufhängung des chinesischen Marsrovers die Pendelachse ist aktiv, sie hat beidseitig Antriebe, die Balancierstangen (rocker) gegeneinander drehen lassen und den Winkelabstand zwischen Balancierstangen einstellen. Wenn die Balancierstangen gehen zu einander, also verkleinert sich der Winkelabstand zwischen Balancierstangen und dementsprechend verkleinert sich der Radstand zwischen seitigen Außenräder, und wiederum wenn die Balancierstangen gehen gegen einander, vergrößert sich der Winkelabstand zwischen Balancierstangen und dementsprechend vergrößert sich der Radstand zwischen seitigen Außenräder. Durch die Verminderung und Vergrößerung des Radstandes wird in dem chinesischen Marsrover der Wheel-Walking Modus realisiert. Ein Nachteil ist ziemlich starke Änderungen der Clearance (Bodenfreiheit). Man sieht, das der Körper geht hoch und runter. Man benutzt aber diesen Effekt bei der Freisetzung des Körpers des Rovers auf Landeplattform. Man braucht keine spezielle Mechanismen um den Rover's  Körper anzuheben.  Zur Klärung des  Wheel-Walking Modus kann man dieses Video ab 6:34 anschauen

https://www.youtube.com/watch?v=nF2gU3_9WC4?t=394
Die Anwendung des Wheel-Walking Modus lässt die Zugkraft verstärken. Dabei reduziert die Geschwindigkeit. Aber für kritische Situationen des möglichen Verlierens der Beweglichkeit spielt die Geschwindigkeit keine Rolle.
Man hat hier auch noch eine Besonderheit bei chinesischen Rover gemerkt, und zwar die Möglichkeit sich seitlich zu fahren. Mittlere Räder haben im Unterschied zu amerikanischen Rover Lenkantriebe. Es lässt dem Rover seitwärts fahren.

Ich hab´s jetzt einigermaßen verstanden. Der Rover kann die Hinterbeine ("Rocker") anziehen, dann die beiden Antriebsräder blockieren und sich einen Extraschub verschaffen, in dem er diese Beine wieder nach hinten schiebt. D. h. wie bei einem Auto, das sich festgefahren hat und jemand schiebt es von hinten an, während die vorderen Räder weiterhin für Vorschub sorgen. Daher also "Schreitfahrwerk" im "Wheel Walking Modus", ok verstanden.
... Der Hauptunterschied zu einem eher passiven System, das nur einer gleichmäßigen Lastverteilung auf die Räder dient, wird durch die Antriebsmotoren in den Bogey-Rocker-Achsen eine zusätzliche Kraft für den Vortrieb erzeugt. Schlau.

Das sind ja ziemlich interessante und auch verrückte russische Rovertypen in diesen Videos und das vor über 40 Jahren!

,,,Der Rover kann die Hinterbeine ("Rocker") anziehen, dann die beiden Antriebsräder blockieren und sich einen Extraschub verschaffen, in dem er diese Beine wieder nach hinten schiebt. D. h. wie bei einem Auto, das sich festgefahren hat und jemand schiebt es von hinten an, während die vorderen Räder weiterhin für Vorschub sorgen....

Ich würde den Wheel-Walking bei diesem Rover so beschreiben. Der Wheel-Walking Modus besteht aus 2 Zyklen. Der Rover fährt mit Karren (Bogie) nach vorne. Erster Zyklus: Hintere 2 Räder sind gebremst. Vier Räder der Karren fahren vorwärts auf einen Schritt und bekommen dabei einen Extraschub von gebremsten Hinterräder durch den Antrieb der Pendelachse.  Der Körper des Rovers versetzt sich auf 0,5   des Schrittes. Zweiter Zyklus: Die vier Räder von Karren sind gebremst. Die zwei hintere Räder fahren vorwärts für einen Schritt und bekommen einen Extrazug von den gebremsten 4 Räder der Karren durch Antrieb der Pendelachse. Der Körper des Rovers versetzt sich dabei wieder auf 0,5 des Schrittes, also in 2 Zyklen in einen Schritt.

Videos ... Teil 1 und 2


From Moonrover to Marsrover. Part 1 of 2                                 Alex R



From Moonrover to Marsrover. Part 2 of 2. Venus-rover           Alex R

Gruß, HausD

Danke für die tollen Videos. Es ist erstaunlich was schon alles versucht wurde.
Die Videos sind von 1986. Das Hauptziel schien maximale Geländegängigkeit gewesen zu sein.
Am sichersten scheint mir die Fortbewegungsmethode von Mars3 zu sein: Wer kriecht kann nicht stolpern. 
Der größte Unterschied zu damals scheint mir zu sein, das heute die Fahrzeuge Hindernisse selbstständig erkennen und ausweichen können.

anyway, Erste chinesische Mars Mission, gleich mit Orbiter, Lander und Rover und alles scheint zu funktionieren. Glückwunsch.
Wenn sie jetzt auch noch ihre Raketenstufen kontrolliert runter bringen läuft alles perfekt.

anyway, Erste chinesische Mars Mission, gleich mit Orbiter, Lander und Rover und alles scheint zu funktionieren. Glückwunsch.
Wenn sie jetzt auch noch ihre Raketenstufen kontrolliert runter bringen läuft alles perfekt.

Stimmt, die haben echt einen Lauf.

Das wär's noch: Die westliche Welt hypet sich einen ab wegen SpaceX und Elon Musk - und der wird dann rechts überholt von den Chinesen...

Die Steuerung des Antriebs erfordert durchaus eine gewisse künstliche Intelligenz, denn der Rover muss den gesamten Bewegungsablauf selbständig planen und ausführen. Er bekommt zwar ein Ziel und auch bestimmte Aufgaben vorgegeben, aber bei einer h+r-Datenlaufzeit von über einer halben Stunde und einer Funkverbindung die nur im Abstand von ca. 8 Std. bis mehrere Tage funktioniert, muss Zhurong sehr viele Bewegungen selber verantworten und kann nicht ständig hilflos auf neue Kommandos von der Erde warten. Aber mal schauen, ob es wirklich so funktioniert.

Der Rover ist heute morgen um ca. 4:40 MESZ die Rampe vom Transporter hinab gefahren:

https://news.cgtn.com/news/2021-05-22/China-s-Mars-rover-Zhurong-rolls-onto-Mars-starts-mobile-mission-10t8GsCEL8Q/index.html

(Ansonsten gibt es in dem CGTN-Artikel aber keine weiteren Informationen)

Bilder von der Rampe (aufgenommen von der hinteren HazCam des Rovers) gibt es hier:

https://twitter.com/Cosmic_Penguin/status/1395985541871542274

Hallo,

Ich habe gerade diesen Größenvergleich von Zhurong und 1) Menschen und 2) Perseverance gefunden.





So groß hätte ich den chinesischen Feuergott nicht erwartet.

Gruß

Mario

Das überrascht mich auch. Ich habe ihn mir handlicher vorgestellt. Aber das ist ja ein richtiger Mittelklassewagen.

Ich habe gerade diesen Größenvergleich von Zhurong und 1) Menschen und 2) Perseverance gefunden.

Super, danke. Ich hatte mir Zhurong auch kleiner vorgestellt. Vom Chassis her könnten beide etwa gleich groß sein, aber durch die entfalteten Solarpanels nimmt Zhurong deutlich mehr Grundfläche ein.

Da bekommt der Name "Feuerdrache" eine neue Bedeutung - jeden Moment könnte er anfangen, mit den Panels zu flattern. Wozu einen Heli mitbringen, wenn man selber fliegen kann.

Die Panels lassen den Rover natürlich viel größer erscheinen, wenn man die Massen anschaut, dann hat Zhurong rund 240 kg und Perseverance rund 1 Tonnen Masse. Perseverance ist insgesamt schon das deutlich komplexere Gerät - das jetzt bitte nicht als Kritik oder so auffassen.

Nächste Abfahrt : MARS

Cosmic Penguin : Zhurong ist heute um 02:40 UTC von der Rampe ihres Landers auf die Marsoberfläche gerollt!



Hier ist der Fotobeweis von der hinteren HazCam:                           Fotos: CNSA/Weibo//Cosmic_Penguin

Kurz vorher hat CNSA diese Grafik der Animation (CNSA/PEC) veröffentlicht:



Gruß, bleibt gesund und locker, aber auch gesundheitsbewusst diszipliniert, HausD

Das erste Bild von MpunktApunkt zeigt die Situation, dass der Rover rückwärts vom Lander rollen muss, weil der Weg nach vorne versperrt ist. Dabei wird die Rampe nach hinten ausgefahren.

... Und offenbar wurde das Fahrwerk ggü. der ursprünglichen Version um 180° gedreht, so dass der "lange Arm" (Rocker) jetzt vorne zieht und nicht mehr von hinten schiebt. Das macht evtl. mehr Sinn, wenn sich der Rover festgefahren hat, um ihn wieder rückwärts rauszuschieben. Alle * Animationen zeigen noch die ursprüngliche Anordnung.

* vorherigen

Die 'Abfahrt' von Zhurong als YT-Video:


https://www.youtube.com/watch?v=pdU6Lyvjq3E&t=84s

Gruß
roger50