本发明专利技术公开一种空间光电位置感知无线控制精确释放装置，包括多组光电传感器、光电支架、无线控制装置、释放装置、着陆器、测量装置和高塔；光电支架架设在高塔塔臂上；多组光电传感器安装在光电支架上的不同位置，发出光电触发信号到无线控制装置；无线控制装置发送释放控制信号和测量触发信号到释放装置和测量装置；释放装置在接收到无线控制装置发出的释放控制信号后，释放着陆器；测量装置接收到无线控制装置发送的测量触发信号后，实时测量着陆器的运动速度和姿态变化；本发明专利技术实现了着陆器与投放装置在指定条件下的分离释放，以获得精确的着陆速度和姿态，从而对着陆器的稳定性及着陆支架的性能进行考核。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种空间光电位置感知无线控制精确释放方法，特别是一种速度精确控制释放的试验装置和试验方法，属于航天器地面试验领域。
技术介绍
在月球探测活动中，着陆器在月面上的安全着陆是任务实施的一个关键环节。由于在最终着陆时刻，着陆器有可能以一定的竖直速度、水平速度和姿态下落，由着陆支架吸收着陆冲击能量，并为着陆器提供支撑稳定的作用，一旦着陆支架在冲击过程中破坏，或者在俯仰方向的转动发生倾倒，将会使携带的巡视器无法工作，导致整个月球着陆探测任务的失败。为了验证着陆器的稳定性及着陆支架的缓冲性能，需要开展采用高塔投放着陆器的着陆缓冲试验，所以需要对着陆器进行精确的释放控制以模拟真实着陆器在月球表面的最后着陆过程。现有投放控制装置采用机构解锁的形式，通过拔销触发机构动作，当摆杆运动到投放位置时，钢丝绳绷直拉出拔销，解锁机构动作实现着陆器与摆杆的分离。该技术控制钢丝绳的长度控制解锁时机，精度差，由多杆组成的解锁机构的解锁动作存在一定延时，而且着陆器在与摆杆分离后附带较多的解锁机构部件，一定程度上影响着陆器的运动，测量精度远远无法满足月球着陆的要求。
技术实现思路
本专利技术的技术目的是:克服现有技术的不足，提供了一种空间光电位置感知无线控制精确释放方法，实现了着陆器与投放装置在指定条件下的分离释放，以获得精确的着陆速度和姿态，从而对着陆器的稳定性及着陆支架的性能进行评估。本专利技术的技术解决方案:一种空间光电位置感知无线控制精确释放装置，其特征在于包括:多组光电传感器、光电支架、无线控制装置、释放装置、着陆器、测量装置和高塔；光电支架，架设在高塔塔臂上用于安放光电传感器；多组光电传感器，分别安装在光电支架上的不同位置，实时测量着陆器的摆动位置，当着陆器摆动到不同位置的光电传感器时，对应的光电传感器发出光电触发信号到无线控制装置；无线控制装置，根据接收到的光电传感器发送的触发信号，发送释放控制信号到释放装置，同时发送测量触发信号到测量装置；释放装置，连接着陆器和高塔摆杆，并在接收到无线控制装置发出的释放控制信号后，释放着陆器；测量装置，接收到无线控制装置发送的测量触发信号后，实时测量着陆器的运动速度和姿态变化；着陆器安装在高塔塔臂下方的摆杆上。高塔包括塔身、塔臂、卷扬机、摆杆；塔臂位于塔身的顶端，并可以沿塔身上下移动；摆杆悬挂于塔臂下方，并通过释放装置与着陆器相连；卷扬机位于塔身底部，用于将着陆器拉起，拉起位置位于所有光电传感器的左侧。光电传感器包括3组光电传感器K1、K2、K3，光电传感器Kl、K2、K3分别包括I个发射模块和I个接收模块；光电传感器K1、K2、K3的发射模块实时向接收模块发送激光束。光电支架为2个L形结构的支架，分别安装在摆杆两侧用于安放光电传感器的发射模块和接收模块；光电传感器K1、K2、K3安装在平行于塔臂的光电支架的横杆上，并且位置可调；光电传感器Κ2安放在摆杆摇摆到竖直时的对应位置，光电传感器Kl和Κ3安装在光电传感器Κ2的左右两侧。无线控制装置实现多路信号的快速传递，无线控制装置包括第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元；第一控制单元又包括三个串联的开关Jl、J2、J3、遥控收发器和电源；初始状态，开关J1、J2处于断开状态，开关J3处于闭合状态；第一控制单元接收到光电传感器K1、K2、K3发送的触发信号，分别触发开关Jl、J2闭合，开关J3断开；当触发Jl、J2闭合时，开关Jl、J2、J3同时闭合，第一控制单元内部电路接通，并通过遥控收发器以无线形式发送释放控制信号和测量触发信号到第二控制单元和多台第三控制单元；第二控制单元、第三控制单元将接收到释放控制信号和测量触发信号转发至释放装置和测量装置。释放装置采用挂弹夹或火工装置。测量装置采用高速摄像机。一种基于空间光电位置感知无线控制精确释放装置的释放方法，包括步骤如下:(I)在高塔塔臂上安装光电支架，光电支架布置在摆杆两侧，支架的横杆沿塔臂方向；(2)在光电支架的横杆上依次安装3组光电传感器Kl、K2、K3，光电传感器K2安放在摆杆摇摆到竖直时的对应位置，光电传感器Kl和Κ3安装在光电传感器Κ2的两侧，光电传感器Kl靠近塔身方向，光电传感器Κ3远离塔身方向，将光电传感器Kl、光电传感器Κ2、光电传感器Κ3的发送模块和接收模块之间的激光光束导通；(3)在着陆器与释放装置连接后，用卷扬机将着陆器拉起，拉起至光电传感器Kl的左侧；(4)释放卷扬机拉绳，摆杆向下摆动，当着陆器上方摆杆运行到光电传感器Kl所在位置，切断光电传感器Kl的发射模块和接收模块之间的激光束，光电传感器Kl向无线控制装置发送触发信号，触发开关Jl闭合；(5)当着陆器上方摆杆运行到释放位置，即光电传感器Κ2所在位置，切断光电传感器Κ2的发射模块和接收模块之间的激光束，光电传感器Κ2向无线控制装置发送触发信号，触发开关J2闭合；(6)无线控制装置中的开关J1、J2、J3同时闭合，无线控制装置发送释放控制信号到释放装置以及发送测量触发信号到测量装置；(7)释放装置释放着陆器，同时测量装置实时测量着陆器的运动速度和姿态变化；(8)摆杆继续摆动，当着陆器上方摆杆运行到光电传感器K3所在位置，切断光电传感器K3的发射模块和接收模块之间的激光束，光电传感器K3向无线控制装置发送触发信号，触发开关J3断开；(9)无线控制装置中的开关Jl、J2闭合、J3断开，无线控制装置停止工作。本专利技术与现有技术相比的有益效果是:(I)本专利技术采用3组光电传感器作为信号启动装置，分别实现了启动信号预触发、触发和关闭的功能，具有防止误动作，信号快速反应和单次触发后断路保护的优点，同时本专利技术实现了着陆器在特定位置下的释放，优点是控制精度高，反应灵敏，释放安全可靠，能够同步进行测量无线触发，并获取精确的着陆速度和姿态。(2)本专利技术采用光电传感器安装固定在光电支架上的设计，具有传感器位置可调，从而对释放位置进行调节，并操作方便的优点，通用性较强，大大节省了设计成本，易于推广。(3)本专利技术采用无线收发控制装置实现信号的发送和接收，具有“一发多收”和远距离控制的优点。(4)本专利技术采用机械机构或火工装置实现着陆器的释放，具有分离响应快，同步性好，附加结构少等优点。【附图说明】图1为本专利技术试验结构示意图；图2为本专利技术触发信号原理示意图；图3为本专利技术无线控制装置组成示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】进行进一步的详细描述。本专利技术的目的是解决着陆器最终着陆状态的模拟问题。对于着陆器在月球着陆的过程中，发动机对着陆器的速度的控制能力为竖直速度不大于4m/s，水平速度不大于Im/s，在地面试验中，采用钟摆原理及自由落体原理获取着陆器的着陆速度，着陆器在钟摆最低点释放，以lm/s的水平速度运动，在重力的作用下，在着陆时刻同时满足水平速度及竖直速度的要求。释放时机的偏差将影响着陆器的着陆速度及姿态，着陆条件有利时，将影响着陆支架的性能考核，着陆条件恶劣时，有可能对着陆支架产品破坏性伤害，均会严重影响型号的研制进度。如图1、2、3所示，本专利技术一种空间光电位置感知无线控制精确释放装置，包括多组光电传感器、光电支架、无线控制装置、释放装置、着陆器、测量装置和高塔；光电支架，架设在高塔塔臂上用于安本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空间光电位置感知无线控制精确释放装置，其特征在于包括：多组光电传感器、光电支架、无线控制装置、释放装置、着陆器、测量装置和高塔；光电支架，架设在高塔塔臂上用于安放光电传感器；多组光电传感器，分别安装在光电支架上的不同位置，实时测量着陆器的摆动位置，当着陆器摆动到不同位置的光电传感器时，对应的光电传感器发出光电触发信号到无线控制装置；无线控制装置，根据接收到的光电传感器发送的触发信号，发送释放控制信号到释放装置，同时发送测量触发信号到测量装置；释放装置，连接着陆器和高塔摆杆，并在接收到无线控制装置发出的释放控制信号后，释放着陆器；测量装置，接收到无线控制装置发送的测量触发信号后，实时测量着陆器的运动速度和姿态变化；着陆器安装在高塔塔臂下方的摆杆上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：隋毅，张兴宇，邓黎，王治国，白先民，张亚婧，郭李杨，黄伟，唐明章，牟金岗，刘兴华，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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