职业生涯 新闻处 集团国际采购部
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Dr. Milady Horákové 185/66

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Marte Científica e Instrumentação Industrial Ltda

Av Fco Andrade Ribeiro 430

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www.marte.com.br

FAULHABER Drive System Technology (Taicang) Co., Ltd.

Eastern Block, Incubator Building, No. 6 Beijing Road West

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FAULHABER Benelux B.V.

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Daimlerstr. 23

71101 Schönaich

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区域销售经理

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区域销售经理

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daniel.broennimann@faulhaber.ch

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rafael.steinemann@faulhaber.ch

[Translate to Chinese:]

本次的探测车任务和每个电机的任务都非常明确。毫无疑问的是,打算在火星上使用的设备也必须满足 无比严苛的条件。如果2020年的任务按计划进行的 话,ESA建造的探测车在着陆之后,就会开始搜索火 星表面过去或现在的生物活动。这不仅需要使用岩芯 钻机来获取土壤样品,还需要使用广泛的科学数据包进行分析。同时,ExoMars微量气体轨道器将留在轨 道上,以帮助探测车与地面进行通信,并确保可以将收集到的数据和测量结果带回地球。

步进电机 航空航天 Rover mission Mars ESA ATG
版权:ESA/ATG medialab

图像和防尘效果得到改进

火星的环境条件要求每件设备都能提供无与伦比的性能。在启动阶段,探测车将在0.00636巴的大气压下 工作,这在地球上相当于35公里高度的压力。而且这个星球的温度波动范围介于+20°C到-120°C之间。

除此之外,探测车所掀起的尘埃预计会对其高精度测 量和分析仪器的运行可靠性产生负面影响,这也是全 景摄像机要悬挂在高于地面的桅杆上的原因所在。伦 敦南部Mullard空间科学实验室的机械和热工工程师 Jonathan Jones解释说:“这样做当然可以保护镜 头,但悬挂于这种较高的位置还有一个重要的优势, 那就是我们能够获得更好的全景图像。”

借助于广角摄像机前方的滤光片,MSSL创建了一 个系统,可以在2020年任务期间以不同的波长拍摄照 片,并使用它们生成不同内容的图像。Jones说:“我 们的计划是每天向地球发送十个图像。”当然,乍听起来可能非常简单,但仔细想想的话,这实际上是一 个非常宏大的目标。首先,摄像头要为一张图像生成 三张照片。然后,将这些照片发送到地球并彼此叠加以形成实际图像。而且,由于这两个星球之间无线电 通信的低数据带宽所带来的局限性,使得每天发送的 图像不可能超过十张。

步进电机 航空航天 Rover mission Mars 电机
完美适用于太空的严 苛条件
步进电机 航空航天 Rover mission Mars 前视图
版权:ESA/ATG medialab

步进电机定位镜头滤光片

每个轮子上有十一个滤光片,Pancam WAC可以在 各种光线条件下拍摄各种各样的照片。这些滤光轮在两个WAC前面旋转,并且必须准确定位才能获得清晰 的图像。为了驱动旋转滤光片系统,MSSL使用了两款 FAULHABER PRECIstep系列步进电机。这两个装置已 经出色通过了目前正在进行的耐久性测试。

在开发全景摄像机的过程中,MSSL的工程师们希望电机不仅要能够提供可靠和精确的定位性能,而 且还要非常紧凑。步进电机是满足这些要求的自然 之选,因为它们不仅能够以每转1280步的分辨率精 确定位物体,而且不需要单独的反馈系统,同时还 比传统的伺服电机更坚固和更易于使用。高分辨率摄像头的聚焦机制由FAULHABER PRECIstep步进电机驱动。这种电机能够精确地适应外部应用领域, 且不需要耗时、繁琐地进行调整。“这是光学应用 的完美解决方案,因为即使没有电流,电机也可以 保持镜头位置,这要归功于其残余扭矩。而且,开环控制系统可以消除抖动效应,从而获得非常清晰的图像。”FAULHABER PRECIstep SA销售经理Sébastien Vaneberg解释道。这家瑞士公司是FAULHABER Group的分支机构,专注于微型步进电机的研发生 产。“简而言之,它是一款简单而强大的驱动器, 具有出色的性能,非常适合严苛的太空环境。”

微型电机获准在火星上使用

在PanCam的每个摄像头中,每个驱动器的直径只有10毫米。步进电机每转计数为20步,并与 齿轮比为64:1的同直径精密变速箱相结合。除此之外,FAULHABER还与MSSL密切合作,进一步定制 两个驱动器的工程设计,以满足在火星表面使用的规格要求。由此做出的改变包括固体润滑剂和定制烧结轴承。“简而言之,电机需要能够在火星上运行,”Jonathan Jones在总结FAULHABER驱动器需 要满足的要求时说道。

为了确保在着陆后万无一失,Mullard空间科学实 验室目前正在测试环境中对全景摄像机中的组件进行测试。测试条件甚至比火星上的条件更加苛刻。定位 驱动器必须完成5,000个定位周期 - 当然,温度波动范围在-130摄氏度到50摄氏度之间。Jonathan Jones高兴地报告说:“虽然测试仍在进行当中,但这款电机的表现真的非常出色。”在这些驱动器的开发过程 中,市场上的其他产品都与FAULHABER的产品相去 甚远。而且,FAULHABER已经是欧洲空间局(ESA)的 长期合作伙伴。欧洲空间局(ESA)和俄罗斯联邦航天 局共同负责在2020年发射ExoMars探测车。

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