【技术实现步骤摘要】
一种航天器六自由度主动着陆缓冲装置及控制方法
本专利技术属于航天器
，尤其涉及一种航天器六自由度主动着陆缓冲装置及控制方法。
技术介绍
目前航天器着陆缓冲装置多数采用被动控制技术实现。航天器底面安装3支撑或4支撑着陆缓冲腿，着陆缓冲腿通过使用缓冲材料将航天器着陆时的动能转换为塑性变形能，实现在行星表面的软着陆。由于使用了塑性材料，着陆缓冲腿不能重复使用。此外，当前航天器配备的着陆缓冲腿均采用被动控制技术，在发射阶段，着陆缓冲腿处于收拢压紧状态，以满足运载的包络要求。在降落前，着陆缓冲腿释放展开并锁定。由于被动控制的着陆缓冲腿不具备主动运动功能，不能根据地形特点调整腿的构型，因此当前的航天器着陆缓冲装置不能适应崎岖的着陆地形，不能满足未来深空探测器对行星表面极端地形区域可靠着陆的需求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种航天器六自由度主动着陆缓冲装置以及控制方法，利用3套具有主动驱动能力的5连杆装置作为缓冲腿构成主动式着陆缓冲装置，航天器可绕机身X、Y、Z轴转动，...
【技术保护点】
1.一种航天器六自由度主动着陆缓冲装置，其特征在于包括：平台(1)、第一缓冲腿(2)、第二缓冲腿(3)和第三缓冲腿(4)；其中，/n所述平台(1)包括承载结构(11)、姿态传感器(13)和缓冲控制器(12)；其中，所述姿态传感器安装于承载结构(11)的几何中心；所述缓冲控制器安装在承载结构(11)上；/n所述第一缓冲腿(2)、所述第二缓冲腿(3)和所述第三缓冲腿(4)均与所述平台(1)的外周面相连接；所述第一缓冲腿(2)、所述第二缓冲腿(3)和所述第三缓冲腿(4)沿所述平台(1)的外周面均匀分布；/n所述第一缓冲腿(2)、所述第二缓冲腿(3)和所述第三缓冲腿(4)均设置有三...
【技术特征摘要】
1.一种航天器六自由度主动着陆缓冲装置，其特征在于包括：平台(1)、第一缓冲腿(2)、第二缓冲腿(3)和第三缓冲腿(4)；其中，
所述平台(1)包括承载结构(11)、姿态传感器(13)和缓冲控制器(12)；其中，所述姿态传感器安装于承载结构(11)的几何中心；所述缓冲控制器安装在承载结构(11)上；
所述第一缓冲腿(2)、所述第二缓冲腿(3)和所述第三缓冲腿(4)均与所述平台(1)的外周面相连接；所述第一缓冲腿(2)、所述第二缓冲腿(3)和所述第三缓冲腿(4)沿所述平台(1)的外周面均匀分布；
所述第一缓冲腿(2)、所述第二缓冲腿(3)和所述第三缓冲腿(4)均设置有三个关节；
所述第一缓冲腿(2)、所述第二缓冲腿(3)和所述第三缓冲腿(4)的末端均具有三个自由度；
缓冲控制器采集姿态传感器信息，控制所述第一缓冲腿(2)、所述第二缓冲腿(3)和所述第三缓冲腿(4)三个缓冲腿的关节转动，使得每个缓冲腿末端在三维空间内平动。
2.根据权利要求1所述的航天器六自由度主动着陆缓冲装置，其特征在于：所述第一缓冲腿(2)包括第一腿部关节支架(21)、第一腿部连杆(22)、第一小腿摇杆(23)、第一大腿杆(24)、第一小腿杆(25)、第一落地足(26)、第一大腿关节(27)、第一小腿关节(28)、第一根部机架(29)和第一摆动关节(210)；其中，
所述第一摆动关节(210)安装于第一根部机架(29)上，所述第一摆动关节(210)的关节输出端连接第一腿部关节支架(21)，第一摆动关节(210)直接带动整个第一腿部关节支架(21)转动；
所述第一大腿关节(27)和所述第一小腿关节(28)均固定安装于第一腿部关节支架(21)上；
所述第一大腿杆(24)的一端连接第一大腿关节(27)输出端，另一端与第一小腿杆(25)一端活动连接，第一大腿关节(27)直接驱动第一大腿杆(24)转动；
第一小腿杆(25)的一端连接第一大腿杆(24)的另一端，第一小腿杆(25)的另一端安装有第一落地足(26)；
所述第一腿部连杆(22)的一端与第一小腿杆(25)活动连接，所述第一腿部连杆(22)的另一端与第一小腿摇杆(23)一端活动连接；
第一小腿摇杆(23)的另一端连接第一小腿关节(28)的输出端，第一小腿关节(28)驱动第一小腿摇杆(23)进而带动第一小腿杆(25)摆动；
第一腿部关节支架(21)、第一大腿杆(24)、第一小腿杆(25)、第一小腿摇杆(23)、第一腿部连杆(22)组成平面五杆机构，第一大腿关节(27)安装第一大腿角度传感器(271)，能够测量第一大腿杆(24)与第一腿部关节支架(21)轴线之间的夹角；
第一小腿关节(28)安装第一小腿角度传感器(281)可测量第一大腿杆(24)和第一小腿杆(25)之间夹角；
第一摆动关节(210)安装第一摆动关节角度传感器(211)可测量第一腿部关节支架(21)相对第一根部机架(29)转动的角度；
第一落地足(26)安装有第一落地足压力传感器(261)可以监测足端压力信号；
所述缓冲控制器(12)分别与第一大腿关节(27)、第一小腿关节(28)、第一摆动关节(210)、第一落地足压力传感器(261)通过电缆相连接，所述缓冲控制器(12)采集第一落地足压力传感器(261)信号，并能够驱动第一大腿关节(27)、第一小腿关节(28)、第一摆动关节(210)运动。
3.根据权利要求1所述的航天器六自由度主动着陆缓冲装置，其特征在于：所述第二缓冲腿(3)包括第二腿部关节支架(31)、第二腿部连杆(32)、第二小腿摇杆(33)、第二大腿杆(34)、第二小腿杆(35)、第二落地足(36)、第二大腿关节(37)、第二小腿关节(38)、第二根部机架(39)、第二摆动关节(310)；其中，
所述第二摆动关节(310)安装于第二根部机架(39)上，所述第二摆动关节(310)的关节输出端连接第二腿部关节支架(31)，第二摆动关节(310)直接带动整个第二腿部关节支架(31)转动；
所述第二大腿关节(37)和所述第二小腿关节(38)均固定安装于第二腿部关节支架(31)上；
所述第二大腿杆(34)的一端连接第二大腿关节(37)输出端，另一端与第二小腿杆(35)一端活动连接，第二大腿关节(37)直接驱动第二大腿杆(34)转动；
所述第二小腿杆(35)的一端连接第二大腿杆(34)的另一端，第二小腿杆(35)的另一端安装有第二落地足(36)；
所述第二腿部连杆(32)的一端与第二小腿杆(35)活动连接，所述第二腿部连杆(32)的另一端与第二小腿摇杆(33)一端活动连接；
第二小腿摇杆(33)的另一端连接第二小腿关节(38)的输出端，第二小腿关节(38)驱动第二小腿摇杆(33)进而带动第二小腿杆(35)摆动；
第二腿部关节支架(31)、第二大腿杆(34)、第二小腿杆(35)、第二小腿摇杆(33)、第二腿部连杆(32)组成平面五杆机构，第二大腿关节(37)安装第二大腿角度传感器(371)，能够测量第二大腿杆(34)与第二腿部关节支架(31)轴线之间的夹角；
第二小腿关节(38)安装第二小腿角度传感器(381)能够测量第二大腿杆(34)和第二小腿杆(35)之间夹角；
第二摆动关节(310)安装第二摆动关节角度传感器(311)可测量第二腿部关节支架(31)相对第二根部机架(39)转动的角度；
第二落地足(36)安装有第二落地足压力传感器(361)可以监测足端压力信号；
缓冲控制器(12)分别与第二大腿关节(37)、第二小腿关节(38)、第二摆动关节(310)、第二落地足压力传感器(361)通过电缆相连接，缓冲控制器(12)采集第二落地足压力传感器(361)信号，并能够驱动第二大腿关节(37)、第二小腿关节(38)、第二摆动关节(310)运动。
4.根据权利要求1所述的航天器六自由度主动着陆缓冲装置，其特征在于：所述第三缓冲腿(4)包括第三腿部关节支架(41)、第三腿部连杆(42)、第三小腿摇杆(43)、第三大腿杆(44)、第三小腿杆(45)、第三落地足(46)、第三大腿关节(47)、第三小腿关节(48)、第三根部机架(49)、第三摆动关节(410)；其中，
所述第三摆动关节(410)安装于第三根部机架(49)上，所述第三摆动关节(410)的关节输出端连接第三腿部关节支架(41)，第三摆动关节(410)直接带动整个第三腿部关节支架(41)转动；
所述第三大腿关节(47)和所述第三小腿关节(48)均固定安装于第三腿部关节支架(41)上；
所述第三大腿杆(44)的一端连接第三大腿关节(47)输出端，另一端与第三小腿杆(45)一端活动连接，第三大腿关节(47)直接驱动第三大腿杆(44)转动；
所述第三小腿杆(45)的一端连接第...
【专利技术属性】
技术研发人员：张沛，高翔宇，王储，吴爽，姜水清，辛鹏飞，倪文成，林云成，王瑞，刘鑫，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11
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