一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置，属于深空探测技术领域，特别是涉及一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置。解决了探测器如何在情况复杂的小行星表面安全着陆的问题。它包括小行星探测器主体外壳、探测器支架、环式阻尼缓冲单元和刺入固定锚。它主要用于小行星探测器的着陆缓冲。

An asteroid surface attachment device based on ring damping and penetration anchoring

【技术实现步骤摘要】
一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置
本专利技术属于深空探测
，特别是涉及一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置。
技术介绍
随着深空探测技术的发展，小行星探测已成为当前地外天体探测的热点。探测器在小行星表面的安全着陆，即探测器在星表稳定姿态并停留一段时间，是实施包括对小行星物质采样返回在内的多项科学探测任务的重要基础。目前，世界各国对探测器在小行星表面软着陆的实施方式多为“一触即走”的方式，如日本的隼鸟号探测器与与美国的欧西里斯号探测器，此种方式中探测器在小行星表面进行短暂接触仅停留几秒钟，并未实现真正意义上的着陆，难以实现具有较大科研价值的为附着和采样返回。如何让探测器在微重力环境下快速稳定，并在情况复杂的小行星表面安全着陆成为了各国在深空探测领域的共同难题，我国至今未曾开展过探测器在小行星表面着陆的科学任务，同时对于此项技术的研究也几乎属于空白。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的问题，提出一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置，它包括小行星探测器主体外壳、探测器支架、环式阻尼缓冲单元和刺入固定锚，所述环式阻尼缓冲单元通过探测器支架与小行星探测器主体外壳底面固定连接，所述刺入固定锚包括安装架、转位电机、伸缩杆外轴、伸缩杆内轴、连接件、电机座、钻进电机、锚杆和刺入头部所述安装架固定安装在小行星探测器主体外壳底面中部，所述转位电机与安装架固定连接，所述转位电机的输出轴与伸缩杆外轴上端固定连接，所述伸缩杆外轴内部安装有伸缩杆内轴，所述电机座通过连接件与伸缩杆内轴末端相连，所述钻进电机固定安装在电机座上，所述钻进电机输出轴与锚杆顶端固定，所述锚杆底端为锥台型结构且锥台型结构侧面沿圆周方向均布两个L型槽口，所述刺入头部包括锚尖基体、锚栓、锁定弹簧、锁定栓和爆炸物，所述锚尖基体顶端为锥孔结构且锥孔侧面沿圆周方向均布两个圆孔结构，所述锚尖基体顶端的每个圆孔结构内均安装有锁定弹簧和锁定栓，所述锚尖基体中部为空腔结构且在空腔壁体沿圆周方向均布四个圆孔结构，所述锚尖基体中部的每个圆孔结构内均安装锚栓，所述锚尖基体中部空腔结构内填充爆炸物，所述锚杆底端的锥台结构与锚尖基体顶端的锥孔结构配合连接。更进一步的，所述探测器支架数量为三个。更进一步的，所述环式阻尼缓冲单元包括金属橡胶空心环、外夹持件和内夹持件，所述金属橡胶空心环为金属橡胶材质的空心结构，所述金属橡胶空心环上端面沿圆周方向均布有三个缺口结构，所述外夹持件和内夹持件固定连接在金属橡胶空心环的三个缺口结构上，所述外夹持件和内夹持件与探测器支架固定连接。更进一步的，所述金属橡胶空心环的中心轴与小行星探测器主体外壳竖直方向中心线重合。更进一步的，所述一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置还包括换接刺入单元，所述换接刺入单元包括换接刺入头、软塞和换接夹持件，所述换接刺入头与刺入固定锚中刺入头部的结构、尺寸和连接关系均相同，所述软塞两个锁定栓之间，所述换接夹持件中部与换接刺入头相连，所述换接夹持件端部与小行星探测器主体外壳底面固定连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用环式阻尼结构进行探测器在小行星表面的着陆缓冲，其结构简单与小行星表面接触后受力情况好、缓冲吸能效率高，能实现探测器在小行星表面为重力环境下的快速稳定；本专利技术的环式阻尼结构的材料为金属橡胶，对小行星表面超高低温环境的适应能力强；采用刺入锚定的方式在探测器与小行星之间建立固定联系，其锚固可靠、锚固力大，保证了探测器在附着阶段的稳定性；本专利技术环式阻尼结构在无外力作用下可自主恢复原始形状与性能，刺入锚定机构可换接，因此可实现探测器在小行星表面多点附着以扩大探测范围。附图说明图1为本专利技术所述的一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置结构示意图图2为本专利技术所述的环式阻尼缓冲单元结构示意图图3为本专利技术所述的刺入固定锚结构及工作状态示意图图4为本专利技术所述的换接刺入单元结构示意图图5为本专利技术所述的一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置工作状态示意图1:小行星探测器主体外壳，2:探测器支架，3:环式阻尼缓冲单元，4:刺入固定锚，5:换接刺入单元，3-1:金属橡胶空心环，3-2:外夹持件，3-3:内夹持件，4-1:安装架，4-2:转位电机，4-3:伸缩杆外轴，4-4:伸缩杆内轴，4-5:连接件，4-6:电机座，4-7:钻进电机，4-8:锚杆，4-9:锚尖基体，4-10:锚栓，4-11:锁定弹簧，4-12:锁定栓，4-13:爆炸物，5-1:换接刺入头，5-2:软塞，5-3:换接夹持件具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。参见图1-5说明本实施方式，一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置，它包括小行星探测器主体外壳1、探测器支架2、环式阻尼缓冲单元3和刺入固定锚4，所述环式阻尼缓冲单元3通过探测器支架2与小行星探测器主体外壳1底面固定连接，所述刺入固定锚4包括安装架4-1、转位电机4-2、伸缩杆外轴4-3、伸缩杆内轴4-4、连接件4-5、电机座4-6、钻进电机4-7、锚杆4-8和刺入头部所述安装架4-1固定安装在小行星探测器主体外壳1底面中部，所述转位电机4-2与安装架4-1固定连接，所述转位电机4-2的输出轴与伸缩杆外轴4-3上端固定连接，所述伸缩杆外轴4-3内部安装有伸缩杆内轴4-4，所述电机座4-6通过连接件4-5与伸缩杆内轴4-4末端相连，所述钻进电机4-7固定安装在电机座4-6上，所述钻进电机4-7输出轴与锚杆4-8顶端固定，所述锚杆4-8底端为锥台型结构且锥台型结构侧面沿圆周方向均布两个L型槽口，所述刺入头部包括锚尖基体4-9、锚栓4-10、锁定弹簧4-11、锁定栓4-12和爆炸物4-13，所述锚尖基体4-9顶端为锥孔结构且锥孔侧面沿圆周方向均布两个圆孔结构，所述锚尖基体4-9顶端的每个圆孔结构内均安装有锁定弹簧4-11和锁定栓4-12，所述锚尖基体4-9中部为空腔结构且在空腔壁体沿圆周方向均布四个圆孔结构，所述锚尖基体4-9中部的每个圆孔结构内均安装锚栓4-10，所述锚尖基体4-9中部空腔结构内填充爆炸物4-13，所述锚杆4-8底端的锥台结构与锚尖基体4-9顶端的锥孔结构配合连接。锚杆4-8底端的每个L型槽口上均分为锁定位置与脱离位置，刺入固定锚4中锚杆4-8与锚尖基体4-9连接关系可分为锁定状态与脱离脱离状态，当锚杆4-8底端L型槽口以锁定位置对准锁定栓4-12时，在锁定弹簧4-11的作用下锁定栓4-12顶端进入锚杆4-8底端L型槽口内并被槽口卡位，此时锚尖基体4-9通过锁定栓4-12与锚杆4-8进行锁定；当锚杆4-8底端L型槽口以脱离位置对准锁定栓4-12时，锚杆4-8底端L型槽口对锁定栓4-12的卡位约束消失，此时锚尖基体4-9与锚杆4-8进行脱离。刺入固定锚4的工作状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置，其特征在于：它包括小行星探测器主体外壳(1)、探测器支架(2)、环式阻尼缓冲单元(3)和刺入固定锚(4)，所述环式阻尼缓冲单元(3)通过探测器支架(2)与小行星探测器主体外壳(1)底面固定连接，所述刺入固定锚(4)包括安装架(4-1)、转位电机(4-2)、伸缩杆外轴(4-3)、伸缩杆内轴(4-4)、连接件(4-5)、电机座(4-6)、钻进电机(4-7)、锚杆(4-8)和刺入头部所述安装架(4-1)固定安装在小行星探测器主体外壳(1)底面中部，所述转位电机(4-2)与安装架(4-1)固定连接，所述转位电机(4-2)的输出轴与伸缩杆外轴(4-3)上端固定连接，所述伸缩杆外轴(4-3)内部安装有伸缩杆内轴(4-4)，所述电机座(4-6)通过连接件(4-5)与伸缩杆内轴(4-4)末端相连，所述钻进电机(4-7)固定安装在电机座(4-6)上，所述钻进电机(4-7)输出轴与锚杆(4-8)顶端固定，所述锚杆(4-8)底端为锥台型结构且锥台型结构侧面沿圆周方向均布两个L型槽口，所述刺入头部包括锚尖基体(4-9)、锚栓(4-10)、锁定弹簧(4-11)、锁定栓(4-12)和爆炸物(4-13)，所述锚尖基体(4-9)顶端为锥孔结构且锥孔侧面沿圆周方向均布两个圆孔结构，所述锚尖基体(4-9)顶端的每个圆孔结构内均安装有锁定弹簧(4-11)和锁定栓(4-12)，所述锚尖基体(4-9)中部为空腔结构且在空腔壁体沿圆周方向均布四个圆孔结构，所述锚尖基体(4-9)中部的每个圆孔结构内均安装锚栓(4-10)，所述锚尖基体(4-9)中部空腔结构内填充爆炸物(4-13)，所述锚杆(4-8)底端的锥台结构与锚尖基体(4-9)顶端的锥孔结构配合连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于环式阻尼和刺入锚固的小行星表面附着装置，其特征在于：它包括小行星探测器主体外壳(1)、探测器支架(2)、环式阻尼缓冲单元(3)和刺入固定锚(4)，所述环式阻尼缓冲单元(3)通过探测器支架(2)与小行星探测器主体外壳(1)底面固定连接，所述刺入固定锚(4)包括安装架(4-1)、转位电机(4-2)、伸缩杆外轴(4-3)、伸缩杆内轴(4-4)、连接件(4-5)、电机座(4-6)、钻进电机(4-7)、锚杆(4-8)和刺入头部所述安装架(4-1)固定安装在小行星探测器主体外壳(1)底面中部，所述转位电机(4-2)与安装架(4-1)固定连接，所述转位电机(4-2)的输出轴与伸缩杆外轴(4-3)上端固定连接，所述伸缩杆外轴(4-3)内部安装有伸缩杆内轴(4-4)，所述电机座(4-6)通过连接件(4-5)与伸缩杆内轴(4-4)末端相连，所述钻进电机(4-7)固定安装在电机座(4-6)上，所述钻进电机(4-7)输出轴与锚杆(4-8)顶端固定，所述锚杆(4-8)底端为锥台型结构且锥台型结构侧面沿圆周方向均布两个L型槽口，所述刺入头部包括锚尖基体(4-9)、锚栓(4-10)、锁定弹簧(4-11)、锁定栓(4-12)和爆炸物(4-13)，所述锚尖基体(4-9)顶端为锥孔结构且锥孔侧面沿圆周方向均布两个圆孔结构，所述锚尖基体(4-9)顶端的每个圆孔结构内均安装有锁定弹簧(4-11)和锁定栓(4-12)，所述锚尖基体(4-9)中部为空腔结构且在空腔壁体沿圆周方向均布四个圆孔结构，所述锚尖基体(4-9)中部的每个圆孔结构内均安装锚栓(4-10)，所述锚尖基体(4-9)中部空腔结构内填充爆炸物(4-13)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄江川，邓宗全，刘一武，郭璠，尹灿辉，全齐全，唐德威，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23