El sistema rocker-bogie es el sistema de suspensión desarrollado en 1988 para su uso en el rover Sojourner de la NASA en Marte , [1] [2] [3] y que desde entonces se ha convertido en el diseño favorito de la NASA para los rovers. [4] Se ha utilizado en los robots Spirit y Opportunity de la misión Mars Exploration Rover de 2003 , [5] en el rover Curiosity de la misión Mars Science Laboratory (MSL) de 2012 , [6] el rover Perseverance de Marte 2020 [7] y el rover Pragyan Chandrayaan-3 de ISRO en 2023.
La parte "balancín" de la suspensión proviene del aspecto oscilante del varillaje más grande montado en la carrocería a cada lado del vehículo. Estos balancines están conectados entre sí y al chasis del vehículo a través de un diferencial . En relación con el chasis, los balancines rotarán en direcciones opuestas para mantener un contacto de rueda aproximadamente igual. El chasis mantiene el ángulo de inclinación promedio de ambos balancines. Un extremo de un balancín está equipado con una rueda motriz y el otro extremo está pivotado hacia el bogie.
La parte " bogie " de la suspensión se refiere al varillaje más pequeño que pivota hacia el balancín en el medio y que tiene una rueda motriz en cada extremo. Los bogies se usaban comúnmente como ruedas de carga en las orugas de los tanques del ejército como poleas que distribuían la carga sobre el terreno, y también se usaban con bastante frecuencia en remolques de camiones semirremolque . Tanto los tanques como los semirremolques ahora prefieren suspensiones de brazos de arrastre .
En el rover Sojourner, las ruedas delanteras se fijan a los bogies, mientras que en los rovers MER y MSL, las ruedas delanteras se fijan a los balancines.
El diseño del bogie basculante no tiene suspensión y utiliza ejes divididos en lugar de ejes de ancho completo , lo que permite al rover trepar obstáculos (como rocas) que tienen hasta el doble del diámetro de la rueda mientras mantiene las seis ruedas en el suelo. [8] Como con cualquier sistema de suspensión, la estabilidad de inclinación está limitada por la altura del centro de gravedad. Los sistemas que utilizan resortes tienden a inclinarse más fácilmente a medida que cede el lado cargado. Basado en el centro de masa, el rover Curiosity de la misión Mars Science Laboratory puede soportar una inclinación de al menos 45 grados en cualquier dirección sin volcar, pero los sensores automáticos limitan al rover a superar las inclinaciones de 30 grados. [9] El sistema está diseñado para usarse a baja velocidad de alrededor de 10 centímetros por segundo (3,9 pulgadas/s) para minimizar los choques dinámicos y los daños consecuentes al vehículo al superar obstáculos considerables.
El Laboratorio de Propulsión a Chorro afirma que este sistema de bogie basculante reduce el movimiento del cuerpo principal del vehículo MER a la mitad en comparación con otros sistemas de suspensión. [ cita requerida ] Cada una de las seis ruedas del rover Curiosity tiene un motor independiente . [ 10 ] Las dos ruedas delanteras y dos traseras tienen motores de dirección individuales que permiten que el vehículo gire en su lugar. Cada rueda también tiene garras , que proporcionan agarre para escalar en arena blanda y trepar por rocas. [ 11 ] La velocidad máxima de los robots operados de esta manera está limitada para eliminar tantos efectos dinámicos como sea posible para que los motores puedan reducirse, lo que permite que cada rueda levante individualmente una gran parte de la masa total del vehículo.
Para superar un obstáculo vertical, las ruedas delanteras se presionan contra el obstáculo mediante las ruedas centrales y traseras. La rotación de la rueda delantera eleva la parte delantera del vehículo y la supera. A continuación, las ruedas traseras presionan la rueda central contra el obstáculo y la parte delantera tira contra el obstáculo hasta que se eleva y la supera. Por último, las dos ruedas delanteras tiran de la rueda trasera para superar el obstáculo. Durante el recorrido del obstáculo con cada rueda, el avance del vehículo se ralentiza o se detiene por completo. Esto no es un problema para las velocidades operativas a las que se han utilizado estos vehículos hasta la fecha.
Una de las futuras aplicaciones de los rovers será ayudar a los astronautas durante las operaciones en la superficie. Para ser un asistente útil, el rover deberá poder moverse al menos tan rápido como la velocidad de la marcha humana. Otras misiones que se han propuesto, como el rover polar lunar sincrónico al sol, requieren velocidades aún mayores (4-10 km/h).