本發(fā)明涉及空間勘測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種空間飛行器著陸緩沖裝置。

背景技術(shù)：

著陸緩沖裝置是著陸器實(shí)現(xiàn)月球或其他星體探測(cè)器軟著陸的關(guān)鍵部件之一，它直接關(guān)系到軟著陸探測(cè)任務(wù)的成敗。其主要作用是吸收著陸器在月球或其他星體表面著陸沖擊過(guò)程中所產(chǎn)生的沖擊能量，確保著陸過(guò)程中作用于著陸器及其他設(shè)備的過(guò)載系數(shù)減小到系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要求范圍之內(nèi)，保證著陸器及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不因所受沖擊載荷過(guò)大而受到損傷，與此同時(shí)，著陸緩沖機(jī)構(gòu)還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、著陸可靠穩(wěn)定等。因此，如何找到滿足上述條件的空間飛行器著陸緩沖裝置是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種空間飛行器著陸緩沖裝置，以解決著陸器及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不因所受沖擊載荷過(guò)大而受到損傷的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種空間飛行器著陸緩沖裝置，包括：著陸桁架，著陸器安裝在所述著陸桁架內(nèi)；主緩沖器，所述著陸桁架與所述著陸器之間由若干主緩沖器連接；著陸支架，其一端與所述著陸桁架通過(guò)翻轉(zhuǎn)鉸鏈連接；伸縮元件，分別與所述著陸桁架和所述著陸支架的另一端連接；驅(qū)動(dòng)元件，與所述伸縮元件驅(qū)動(dòng)連接；副緩沖器，其一端安裝在所述著陸支架上，另一端通過(guò)球鉸鏈安裝在足墊上。

進(jìn)一步地，所述伸縮元件包括外套筒、內(nèi)套筒以及絲杠螺母，所述絲杠螺母的絲杠與所述外套筒固定連接，所述絲杠螺母的螺母與所述內(nèi)套筒固定連接，所述驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)所述螺母運(yùn)動(dòng)，使所述外套筒與所述內(nèi)套筒作伸縮運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述外套筒與所述著陸桁架通過(guò)伸縮鉸鏈連接，所述內(nèi)套筒與所述著陸支架的另一端通過(guò)伸縮鉸鏈連接。

進(jìn)一步地，所述主緩沖器通過(guò)著落器鉸鏈與所述著陸器連接，所述主緩沖器通過(guò)桁架鉸鏈與所述著陸桁架連接。

進(jìn)一步地，所述主緩沖器為液壓緩沖器、鋁蜂窩緩沖器或磁流變液緩沖器。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)元件包括電機(jī)、齒輪減速器以及制動(dòng)器，所述電機(jī)與所述齒輪減速器提供驅(qū)動(dòng)元件以驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，所述制動(dòng)器用于著陸器著陸時(shí)防止絲杠螺母反轉(zhuǎn)。

本發(fā)明提供的空間飛行器著陸緩沖裝置，用于空間飛行器在外星體或地球著陸時(shí)消耗沖擊能量，減輕過(guò)載，保護(hù)著陸器安全可靠地降落在預(yù)定位置。本發(fā)明提供的一種空間飛行器著陸緩沖裝置，著陸完成后，可根據(jù)著陸后實(shí)際姿態(tài)與著陸器姿態(tài)要求，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)進(jìn)行著陸器最終姿態(tài)調(diào)整，所述的空間飛行器著陸緩沖裝置具有緩沖能力強(qiáng)、著陸穩(wěn)定性高、收攏包絡(luò)小與運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單可靠等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的空間飛行器著陸緩沖裝置著陸姿態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的空間飛行器著陸緩沖裝置收攏姿態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的空間飛行器著陸緩沖裝置單條腿收攏過(guò)程的某個(gè)瞬間的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的一種空間飛行器著陸緩沖裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

本發(fā)明的核心思想在于，本發(fā)明提供的空間飛行器著陸緩沖裝置，用于空間飛行器在外星體或地球著陸時(shí)消耗沖擊能量，減輕過(guò)載，保護(hù)著陸器安全可靠地降落在預(yù)定位置。本發(fā)明提供的一種空間飛行器著陸緩沖裝置，著陸完成后，可根據(jù)著陸后實(shí)際姿態(tài)與著陸器姿態(tài)要求，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)進(jìn)行著陸器最終姿態(tài)調(diào)整，所述的空間飛行器著陸緩沖裝置具有緩沖能力強(qiáng)、著陸穩(wěn)定性高、收攏包絡(luò)小與運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單可靠等特點(diǎn)。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的空間飛行器著陸緩沖裝置著陸姿態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種空間飛行器著陸緩沖裝置，包括：著陸桁架101，著陸器102安裝在所述著陸桁架101內(nèi)；主緩沖器103，所述著陸桁架101與所述著陸器102之間由若干主緩沖器103連接；著陸支架104，其一端與所述著陸桁架101通過(guò)翻轉(zhuǎn)鉸鏈105連接；伸縮元件106，分別與所述著陸桁架101和所述著陸支架104的另一端連接；驅(qū)動(dòng)元件107，與所述伸縮元件106驅(qū)動(dòng)連接；副緩沖器108，其一端安裝在所述著陸支架104上，另一端通過(guò)球鉸鏈109安裝在足墊110上。

為方便表述，將驅(qū)動(dòng)元件107、伸縮元件106、副緩沖器108、著陸支架104、足墊110以及球鉸鏈109組成著陸腿，其中驅(qū)動(dòng)元件107和伸縮元件106組成著陸腿主動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分，副緩沖器108、著陸支架104、足墊110以及球鉸鏈109組成著陸腿承力部分。著陸腿主動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分用于著陸腿的收縮、伸展、姿態(tài)保持與姿態(tài)調(diào)整；著陸腿承力部分用于承受沖擊載荷、適應(yīng)不平整的著陸地貌。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述伸縮元件106包括外套筒106a、內(nèi)套筒106b以及絲杠螺母106c，所述絲杠螺母106c的絲杠與所述外套筒106a固定連接，所述絲杠螺母106c的螺母與所述內(nèi)套筒106b固定連接，所述驅(qū)動(dòng)元件107驅(qū)動(dòng)所述螺母運(yùn)動(dòng)，使所述外套筒106a與所述內(nèi)套筒106b作伸縮運(yùn)動(dòng)，所述外套筒106a與所述著陸桁架101通過(guò)伸縮鉸鏈111a連接，所述內(nèi)套筒106b與所述著陸支架104的另一端通過(guò)伸縮鉸鏈111b連接。絲杠螺母106c將驅(qū)動(dòng)元件107的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為外套筒106a和內(nèi)套筒106b組合的伸縮套筒的直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)外套筒106a與內(nèi)套筒106b相對(duì)收縮時(shí)，完成著陸腿的收攏；當(dāng)外套筒106a與內(nèi)套筒106b相對(duì)伸展時(shí)，完成著陸腿的展開。

具體地，所述主緩沖器103通過(guò)著落器鉸鏈112與所述著陸器102連接，所述主緩沖器103通過(guò)桁架鉸鏈113與所述著陸桁架101連接。主緩沖器103布局在著陸桁架101與著陸器102之間，主緩沖器103的布局形式與緩沖形式由著陸載荷與著陸條件確定。在本發(fā)明實(shí)施例中，所述主緩沖器103可以為液壓緩沖器、鋁蜂窩緩沖器或磁流變液緩沖器。副緩沖器108安裝在著陸支架104上，用于吸收著陸器102的橫向沖擊能量與著陸緩沖裝置的自身沖擊能量，副緩沖器108的布局形式與緩沖形式也由著陸載荷與著陸條件確定。

具體地，所述驅(qū)動(dòng)元件107包括電機(jī)、齒輪減速器以及制動(dòng)器，所述電機(jī)與所述齒輪減速器提供驅(qū)動(dòng)元件以驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，所述制動(dòng)器用于著陸器著陸時(shí)防止絲杠螺母106c反轉(zhuǎn)，保證著陸腿著陸過(guò)程中的姿態(tài)。

利用本發(fā)明實(shí)施例提供的空間飛行器著陸緩沖裝置進(jìn)行飛行器著陸時(shí)，著陸器相對(duì)于著陸桁架101下沉運(yùn)動(dòng)，擠壓主緩沖器103內(nèi)的緩沖材料，從而吸收著陸器102的縱向沖擊能量；副緩沖器108與著陸器102成一定夾角，著陸緩沖時(shí)，副緩沖器108內(nèi)的緩沖材料被擠壓，從而吸收著陸器102的橫向沖擊能量與著陸緩沖裝置自身的沖擊能量，驅(qū)動(dòng)元件107驅(qū)動(dòng)絲杠螺母106c的螺母運(yùn)動(dòng)，使內(nèi)套筒106b伸出外套筒106a時(shí)，著陸腿完成展開。著陸完成后，根據(jù)著陸器102的姿態(tài)要求，驅(qū)動(dòng)元件107運(yùn)作實(shí)現(xiàn)各著陸腿的姿態(tài)調(diào)整。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的空間飛行器著陸緩沖裝置收攏姿態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D2，著陸器102展開狀態(tài)下包絡(luò)較大，無(wú)法滿足發(fā)射要求，因此在發(fā)射過(guò)程中本發(fā)明實(shí)施例提供的著陸緩沖裝置需處于收攏狀態(tài)。著陸腿主動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分與著陸腿承力部分由伸縮鉸鏈111b連接，著陸腿與著陸桁架101之間由伸縮鉸鏈111a和兩個(gè)翻轉(zhuǎn)鉸鏈105連接，著陸支架104與足墊110之間由球鉸鏈109 連接。著陸腿主動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分處于完全收縮狀態(tài)，著陸腿承力部分在鉸鏈機(jī)構(gòu)與著陸腿主動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分的共同作用下向上翻轉(zhuǎn)，收縮到發(fā)射火箭的包絡(luò)范圍內(nèi)。足墊110與著陸支架104處于壓緊狀態(tài)。另外，驅(qū)動(dòng)元件107的制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)，用于保持著陸腿姿態(tài)，主緩沖器103處于自鎖狀態(tài)，克服發(fā)射過(guò)程中的力學(xué)條件。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的空間飛行器著陸緩沖裝置單條腿收攏過(guò)程的某個(gè)瞬間的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。在收攏過(guò)程中，著陸器102與著陸桁架101之間的主緩沖器103保持不動(dòng)，處于鎖定狀態(tài)。著陸腿主動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)元件107驅(qū)動(dòng)絲杠螺母106c運(yùn)動(dòng)，使得外套筒106a與內(nèi)套筒106b相對(duì)收縮，由于外套筒106a與著陸桁架101通過(guò)伸縮鉸鏈111a連接，內(nèi)套筒106b與著陸支架104之間由伸縮鉸鏈111b連接，著陸腿承力部分與著陸桁架101之間由翻轉(zhuǎn)鉸鏈105連接，因此外套筒106a與內(nèi)套筒106b的收縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為著陸腿承力部分向上翻轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)著陸腿的收攏。同樣，外套筒106a與內(nèi)套筒106b的伸展運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為著陸腿承力部分向下翻轉(zhuǎn)。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。