一种月面着陆缓冲装置制造方法及图纸

一种月面着陆缓冲装置，包括着陆舱、主支腿、足垫、引爆分离结构、展开机构；所述主支腿的一端通过万向节安装于着陆舱的侧面，另一端伸出着陆舱的底面，主支腿为内外筒结构，内外筒之间有一定的间隙，两者之间可相对滑动；在主支腿端部安装有足垫，用于在着陆时与月球表面接触；每一个主支腿的中间部分通过引爆分离结构与着陆舱连接，用于限制主支腿的运动，并使主支腿处于收拢状态；主支腿和着陆舱之间还设置有展开机构，用于在引爆分离结构打开后，推动主支腿处于展开状态。本发明专利技术可用于载人月球探测，另外也适用于小行星、火星、彗星等着陆器探测。

【技术实现步骤摘要】
一种月面着陆缓冲装置
本专利技术涉及一种月面着陆缓冲装置，属于航天器结构机构设计

技术介绍
着陆缓冲装置是用于着陆型航天器(着陆器)着陆时吸收机械能，降低着陆冲击过载，最终使着陆器以一定的着陆姿态安全地落在天体表面的机械系统。着陆缓冲装置是航天器回收与着陆系统的一个重要部分，该项技术对于在月球及火星等天体上实现软着陆有重要意义。本专利技术可应用于载人月球探测领域，另外也适用于小行星、彗星、火星等着陆器探测活动中。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：提供一种低冲击高折叠比的月面着陆缓冲装置，该装置可应用于载人月球探测器的着陆，通过该装置实现对月面着陆冲击能量的吸收，并在着陆后能够使着陆舱稳定停驻在月面上。本专利技术的技术解决方案是：一种月面着陆缓冲装置，该装置包括着陆舱、主支腿、足垫、引爆分离结构、展开机构；所述主支腿的一端通过万向节安装于着陆舱的侧面，主支腿可围绕万向节活动；另一端伸出着陆舱的底面，主支腿为内外筒结构，内外筒之间可以相对滑动；在主支腿远离着陆舱一端的端部还安装有足垫，用于在着陆时与月球表面接触；所述主支腿和所述足垫均采用缓冲材料制备；所述每一个主支腿的中间部分通过引爆分离结构与着陆舱连接，用于限制主支腿的运动，并使主支腿处于收拢状态；主支腿和着陆舱之间还设置有展开机构，用于在引爆分离结构打开后，推动主支腿向相对于着陆舱的外侧运动，并使支腿处于展开状态。所述展开机构包括涡卷簧、转轮、涡卷簧轴、传动结构、展开架、限位销、触发机构、锁紧机构；其中，展开架为十字交叉结构，其位于同一侧的两个端部分别与被展开部件连接，另一侧的两个端部分别经传动结构与涡卷簧轴固定连接，涡卷簧轴固定连接转轮，所述转轮与涡卷簧连接，展开架上固定设置回转杆，回转杆指向锁紧机构一侧，其端部固定安装有限位销，当传动结构运动时，展开架的十字交叉端的端部随传动结构向远离涡卷簧的一侧运动，推动被展开部件展开，其回转杆向锁紧机构一侧运动，并进入所述锁紧机构的捕获范围，此时触发机构触发锁紧机构，由锁紧机构将所述限位销锁定。所述触发机构为一种限位钩，其固定于所述涡卷簧轴，并与涡卷簧轴同步转动；所述锁紧机构包括锁钩、锁钩销轴、锁钩弹簧、锁钩顶杆；其中，锁钩顶杆固定安装于安装座上，其另一端的端面上设置有凹槽，靠近凹槽处设置有锁钩销轴，锁钩的一端通过锁钩销轴与锁钩顶杆连接，另一端固定安装有卡位销轴且所述锁钩与卡位销轴之间形成一个开口，在锁钩顶杆靠近所述安装座部分安装有锁钩弹簧，锁钩弹簧与锁钩连接，为锁钩提供伸长力，使其绕锁钩销轴转动；所述限位钩的外侧与卡位销轴相接触，在限位钩随涡卷簧轴转动时，其钩状部可卡入锁钩与卡位销轴形成的开口内，此时，锁钩的运动限制被解除，锁钩弹簧推动锁钩向限位销运动，在将限位销捕获后，将限位销压入锁钩顶杆上设置的凹槽中。所述锁钩的下端也设置限位口，用于与锁钩顶杆的凹槽配合，将限位销固定于限位口与凹槽之间。所述传动结构包括主驱动杆、从动杆、从动轴和辐驱动杆；所述主驱动杆与蜗卷簧轴固定连接，用于与蜗卷簧轴同步转动，主驱动杆与辐驱动杆连接，辐驱动杆与从动杆连接，从动杆与展开架连接，主驱动杆的转动带动辐驱动杆拉动从动杆运动，从动杆拉动展开架绕从动轴转动。所述主支腿采用铝蜂窝材料制备；所述足垫为铝蜂窝加铝蒙皮的结构。所述主支腿靠近着陆舱的一侧还安装有辅助支腿，所述辅助支腿通过所述展开机构与着陆舱连接；辅助支腿为内外筒结构，内外筒可相对滑动，采用铝蜂窝材料制备。所述引爆分离结构包括两个拔销器、分离板、分离轴、分离螺母、固定轴；每一个拔销器的一端均与着陆舱固定连接，拔销器的销轴中间部分外壁设置有活塞，活塞与拔销器内壁紧密接触，用于带动销轴在拔销器内壁上移动；分离板的两侧设置有两个圆角，用于分别与两个拔销器的销轴相卡合接触，用于限制分离板的运动，两个圆角的直径大于与其卡合接触的销轴直径；分离板的另一端与分离轴的一端连接，分离轴的另一端与分离螺母的一端螺纹连接，分离螺母的另一端与固定轴的一端螺纹连接，所述固定轴的另一端用于连接主支腿；销轴外壁设置的活塞靠近与分离板卡合处一侧设置有爆炸药，用于在爆炸后产生推力，推动销轴与分离板脱离，解除对分离板的运动限制。所述分离螺母两端设置的螺纹方向相反，所述分离轴和固定轴的螺纹方向相同。所述分离螺母两端设置的螺纹方向相同，所述分离轴和固定轴的螺纹方向相反。所述万向节的结构包括支撑座、主腿连接座、短轴转接块和长轴组成；其中支撑座与长轴采用螺母进行固定，同时长轴穿过转接块的通孔，短轴采用螺纹连接的形式与转接块固连，而主支腿连接座通过短轴与转接块进行连接。引爆分离机构和展开机构均采用冗余设计。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)本专利技术的月面着陆缓冲装置，能够通过缓冲结构，实现在月球表面的平稳着陆，为月球着陆探测打下基础。(2)本专利技术的月面着陆缓冲装置，通过采用了主支腿、辅助支腿和足垫结构，均采用铝蜂窝材料，可有效减小着陆时的作用力，同时，将主支腿和辅助支腿设计为内外筒结构，能够进一步缓冲冲击力，保护着陆舱安全着陆。(3)本专利技术的主支腿通过采用冗余设计的引爆分离装置与着陆舱连接，使支腿在着陆前处于收拢状态，减小了空间，同时，由于引爆分离结构为冗余设置，也可确保支腿的展开。(4)本专利技术的展开机构包括一个交叉放置的支架，可进一步缓冲着陆时的作用力，同时通过设置蜗卷簧，可实现支腿的可靠展开，并通过设置锁紧机构实现展开后的结构固定，保证着陆舱的稳定。附图说明图1为本专利技术月面着陆装置收拢状态示意图；图2a、2b分别为本专利技术万向节结构图及剖视图；图3为本专利技术球铰结构图；图4为本专利技术的引爆分离装置的结构组成三维示意图；图5为本专利技术的月面着陆缓冲装置展开后的三维图；图6为展开机构展开状态三维图；图7为本专利技术展开机构锁定状态三维图；图8为展开架结构三维图。具体实施方式由于月球表面着陆器在月球表面着陆时，需要承受较大的冲击力，特别是当着陆舱为载人着陆舱或者搭载精密仪器的着陆舱时，更需要采取缓冲结构，减少着陆时的冲击力，保证人员安全和精密仪器的正常工作；本专利技术的着陆缓冲装置从各个方法减少着陆冲击力，包括设置可伸缩支腿，足垫采用铝蜂窝材料，以及设置辅助支腿等，此外，为了保证着陆前的结构紧凑，支腿与着陆舱之间通过引爆分离结构连接，使整个缓冲装置处于收拢状态；其展开机构由于采用了交叉的支架，可进一步缓冲着陆冲击力，同时，展开结构还采用了锁定结构，使缓冲装置展开到位后对整个结构进行锁定，保证稳定支撑；另外，主支腿与着陆舱的之间采用万向节连接，可保证主支腿可运动，同时限制主支腿的运动方向，保证支撑稳定。下面结合附图对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术月面着陆缓冲装置的收拢状态示意图，包括足垫1、主支腿2、辅助支腿3、引爆分离机构5、展开机构6和着陆舱8组成。主支腿2一端通过万向节与着陆舱8活动连接，主支腿2可沿一定方向转动，主支腿2的另一端通过球铰结构与足垫1连接，足垫1采用铝蜂窝加铝蒙皮的结构，用于着陆冲击时增大着陆冲击接触面积，减小冲击力；主支腿2靠近足垫1的部分还连接有辅助支腿3，其连接方式也为球铰连接，辅助支腿3的另一端通过展开机构与着陆舱8连接；主支腿2和辅助支腿3均采用内外筒结构，内外筒之间可以相互滑动，进而在着落本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种月面着陆缓冲装置，其特征在于：该装置包括着陆舱(8)、主支腿(2)、足垫(1)、引爆分离结构(5)、展开机构(6)；所述主支腿的一端通过万向节安装于着陆舱(8)的侧面，主支腿(2)可围绕万向节活动；另一端伸出着陆舱(8)的底面，主支腿(2)为内外筒结构，内外筒之间可以相对滑动；在主支腿(2)远离着陆舱一端的端部还安装有足垫(1)，用于在着陆时与月球表面接触；所述主支腿(2)和所述足垫均采用缓冲材料制备；所述每一个主支腿(2)的中间部分通过引爆分离结构(5)与着陆舱(8)连接，用于限制主支腿(2)的运动，并使主支腿(2)处于收拢状态；主支腿(2)和着陆舱(8)之间还设置有展开机构(6)，用于在引爆分离结构(5)打开后，推动主支腿(2)向相对于着陆舱(8)的外侧运动，并使支腿处于展开状态。

【技术特征摘要】
1.一种月面着陆缓冲装置，其特征在于：该装置包括着陆舱(8)、主支腿(2)、足垫(1)、引爆分离结构(5)、展开机构(6)；所述主支腿的一端通过万向节安装于着陆舱(8)的侧面，主支腿(2)可围绕万向节活动；另一端伸出着陆舱(8)的底面，主支腿(2)为内外筒结构，内外筒之间可以相对滑动；在主支腿(2)远离着陆舱一端的端部还安装有足垫(1)，用于在着陆时与月球表面接触；所述主支腿(2)和所述足垫均采用缓冲材料制备；所述每一个主支腿(2)的中间部分通过引爆分离结构(5)与着陆舱(8)连接，用于限制主支腿(2)的运动，并使主支腿(2)处于收拢状态；主支腿(2)和着陆舱(8)之间还设置有展开机构(6)，用于在引爆分离结构(5)打开后，推动主支腿(2)向相对于着陆舱(8)的外侧运动，并使支腿处于展开状态；所述每一个主支腿(2)靠近着陆舱(8)的一侧还安装有两个辅助支腿(3)，所述两个辅助支腿(3)的另一端通过所述展开机构(6)与着陆舱(8)连接；辅助支腿(3)为内外筒结构，内外筒可相对滑动，采用铝蜂窝材料制备；所述主支腿(2)采用铝蜂窝材料制备；所述足垫(2)为铝蜂窝加铝蒙皮的结构；所述展开机构(6)包括涡卷簧(6-1)、转轮(6-2)、涡卷簧轴(6-3)、传动结构、展开架(6-8)、限位销(6-9)、限位钩(6-10)、卡位销轴(6-11)、锁紧机构(7)；其中，展开架(6-8)为十字交叉结构，其位于同一侧的两个端部分别与固连于同一个主支腿(2)的两个辅助支腿(3)连接，另一侧的两个端部分别与经传动结构与涡卷簧轴(6-3)固定连接，涡卷簧轴(6-3)固定连接转轮(6-2)，所述转轮(6-2)与涡卷簧(6-1)连接，展开架(6-8)上固定设置回转杆，回转杆指向锁紧机构(7)一侧，其端部固定安装有限位销(6-9)，当传动结构运动时，展开架(6-8)的十字交叉端的端部随传动结构向远离涡卷簧(6-1)的一侧运动，推动辅助支腿(3)展开，其回转杆向锁紧机构(7)一侧运动，并进入所述锁紧机构(7)的捕获范围，此时触发机构触发锁紧机构(7)，由锁紧机构(7)将所述限位销(6-9)锁定。2.根据权利要求1所述的一种月面着陆缓冲装置，其特征在于：所述触发机构为一种限位钩(6‐10)，其固定于所述涡卷簧轴(6‐3)，并与涡卷簧轴(6‐3)同步转动；所述锁紧机构(7)包括锁钩(6‐12)、锁钩销轴(6‐13)、锁钩弹簧(6‐14)、锁钩顶杆(6‐16)；其中，锁钩顶杆(6‐16)固定安装于安装座上，其另一端的端面上设置有凹槽，靠近凹槽处设置有锁钩销轴(6‐13)，锁钩(6‐12)的一端通过锁钩销轴(6‐13)与锁钩顶杆(6‐16)连接，另一端固定安装有卡位销轴(6‐11)且所述锁钩(6‐12)与卡位销轴(6‐11)之间形成一个开口，在锁钩顶杆(6‐16)靠近所述安装座部分安装有锁钩弹簧(6‐14)，锁钩弹簧(6‐14)与锁钩(6‐12)连接，为锁钩(6‐12)提供伸长力，使其绕锁钩销轴(6‐13)转动；所述限位钩(6‐10)的外侧与卡位销轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永滨，蒋万松，王磊，江长虹，黄伟，
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