着陆缓冲系统落震试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种着陆缓冲系统落震试验装置及方法，包括支撑系统、导向系统、缓冲系统、配重系统、释放系统以及采集系统，所述导向系统安装在所述支撑系统上，所述缓冲系统的底端安装在所述导向系统上，所述配重系统包括静止状态和模拟着陆状态，当在所述释放系统控制下所述配重系统由静止状态进入模拟着陆状态时能够在所述导向系统的导引下从所述缓冲系统的顶端朝向缓冲系统的底端运动并能够在所述缓冲系统的作用下停止，所述采集系统能够采集由于所述运动而产生的物理量信息，本发明专利技术结构简单，成本低廉，操作及安装方便，有效降低了整机高度，提高实验安全性。

【技术实现步骤摘要】
着陆缓冲系统落震试验装置及方法
本专利技术涉及航空航天
中的星表着陆缓冲
，具体地，涉及一种着陆缓冲系统落震试验装置及方法。
技术介绍
起落落震试验是在地面专门试验设施上进行模拟飞行器着陆撞击地面的一种动力特性试验，用以验证飞行器结构强度、刚度、缓冲行程、过载加速度等相关指标是否满足设计要求，是着陆缓冲器设计验证的关键环节。随着嫦娥五号着陆器的成功着陆，我国探月三步走工程取得圆满成功。后续，我国将继续实施月球、火星、小行星、木星探测等多项深空探测任务。其中，大载荷着陆缓冲系统作为深空探测的关键技术之一，直接影响到后续大载荷探测器软着陆的成败。落震试验装置作为软着陆机构地面试验的主要装置之一，对研究大载荷着陆缓冲系统具有极其重要的价值意义。落震试验装置是着陆缓冲系统的定量评估和可靠性验证装置，从工程试验角度验证数字化仿真试验以及数学模型的准确性，是设计验证阶段必不可少的一种工程技术装备。目前传统的落震实验装置通过缓冲系统自由跌落进行落震实验验证，为实现冲击速度上限，这种落震实验装置通常垂直高度极高，整机尺寸及结构基础较大，重心较高翻转力矩较大，冲击位置发生偏移，存在安全隐患。针对大载荷着陆器，传统的落震实验装置需要设计为更高的跌落高度，存在更大的不利影响。专利文献CN111735598A公开了一种着陆缓冲机构新型多工况落震试验装置及试验方法，该装置包括台架系统、提升系统、落震系统和载荷采集系统，提升系统固定于台架系统上，落震系统设于台架系统上并可竖直滑动，载荷采集系统设于落震系统下方；调整落震系统中的着陆支腿的着陆姿态，并固定该着陆姿态，将落震系统提升到预定高度，通过解锁机构解锁，落震系统在重力作用下沿圆柱导轨自由下滑，使着陆支腿上的足垫与三维测力平台接触来模拟着陆器与地面的碰撞过程，并记录数据，但该设计中解锁机构及各部件结构复杂，有待进一步优化。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种着陆缓冲系统落震试验装置及方法。根据本专利技术提供的一种着陆缓冲系统落震试验装置，包括支撑系统、导向系统、缓冲系统、配重系统、释放系统以及采集系统；所述导向系统安装在所述支撑系统上，所述缓冲系统的底端安装在所述导向系统上；所述配重系统包括静止状态和模拟着陆状态，当在所述释放系统控制下所述配重系统由静止状态进入模拟着陆状态时能够在所述导向系统的导引下从所述缓冲系统的顶端朝向缓冲系统的底端运动并能够在所述缓冲系统的作用下停止；所述采集系统能够采集由于所述运动而产生的物理量信息。优选地，所述支撑系统包括可调支撑盘、底盘、横梁、连接杆、侧向撑杆以及调平机构；所述连接杆沿所述底盘的周向布置且所述连接杆的一端安装在所述底盘上，所述连接杆的另一端安装在所述可调支撑盘上，所述横梁的两端分别连接两个相邻连接杆的另一端；所述侧向撑杆的底端安装在所述连接杆的另一端，所述侧向撑杆的顶端沿倾斜方向向上延伸并连接所述导向系统；所述底盘上设置有底盘安装面，多个所述调平机构安装在所述安装面上并呈环形结构布置。优选地，所述调平机构包括第一楔形块、第二楔形块、调节推杆以及支撑座；所述支撑座上设置有容纳槽，所述第一楔形块、第二楔形块从下到上依次安装在所述容纳槽中且所述调节推杆的一端安装在所述第一楔形块上，所述调节推杆的另一端为调节端且所述调节端穿过所述支撑座并延伸到所述支撑座的外部；当调节所述调节端时能够带动所述第一楔形块沿所述调节推杆的轴向方向运动进而能够驱使所述第二楔形块向上或向下运动。优选地，所述导向系统包括底部支撑盘、垂直立杆、固定环片、底座台架、导向杆以及拉压传感器；多个所述垂直立杆的顶端均安装在所述固定环片上，多个所述垂直立杆的底端均安装在所述底部支撑盘上，所述底部支撑盘上设置有支撑盘安装面，所述底座台架通过导向杆可滑动的安装在所述支撑盘安装面上且所述拉压传感器设置在所述底座台架和支撑盘安装面之间；所述垂直立杆上设置有导轨且所述配重系统能够沿导轨滑动。优选地，所述缓冲系统包括固定轴、阻尼可调缓冲机构以及加速度传感器；所述固定轴的底端安装在所述导向系统上所具有的底座台架上，所述固定轴的顶端连接所述配重系统，所述阻尼可调缓冲机构套装在所述固定轴上并在所述配重系统进入模拟着陆状态时，所述阻尼可调缓冲机构在所述配重系统驱使下沿所述固定轴上所具有的缓冲段滑动进而实现缓冲；所述加速度传感器安装在所述阻尼可调缓冲机构上。优选地，所述缓冲段设置在固定轴的下端，所述固定轴的上端为光滑轴；所述缓冲段沿周向方向设置有多个凹槽且所述凹槽沿所述缓冲段的长度方向延伸，其中，所述阻尼可调缓冲机构与所述缓冲段之间的滑动阻尼可调节。优选地，所述固定轴上套装有应急缓冲套且所述应急缓冲套设置在所述底座台架和阻尼可调缓冲机构之间。优选地，所述配重系统包括支承盘、滑块、安装座、加速度传感器、配重、安装杆以及吊臂；所述安装座安装在所述支承盘上并沿所述支承盘的周向布置，所述滑块安装在所述安装座并与所述导向系统上所具有的导轨滑动配合；所述安装杆的底端安装在所述支承盘上，一个或多个所述配重套装在所述安装杆上，所述吊臂安装在最上端的配重上；所述加速度传感器安装在所述支承盘上。优选地，所述配重系统还包括支杆；所述释放系统上设置有解锁环，所述锁钩上连接有套环，所述套环通过一条或多条所述钢索连接所述吊臂；所述支杆的底端安装在所述支承盘上，所述支杆的顶端沿远离所述配重轴心方向倾斜并通过拉伸弹簧连接所述套环。根据本专利技术提供的一种着陆缓冲系统落震试验方法，包括如下步骤：S1：搭建着陆缓冲系统落震试验装置及线缆布置，调平支撑系统，垂直调整导向系统，调整钢索长度，利用外部起重机构提升配重系统，并将套环与释放系统连接，释放系统上锁钩保持闭合状态；控制释放系统上锁钩解锁，配重系统在重力作用下沿导向系统的导轨垂直自由落体下落并贯穿缓冲系统上的固定轴，与阻尼可调缓冲机构上端进行碰撞进而所述配重系统与所述阻尼可调缓冲机构与固定轴相对运动产生缓冲阻尼，进行制动直至停止；S2：缓冲制动过程中，各组件布置的传感器实时检测变化信号并通过信号采集设备采集物理量数据，电脑终端进行数据实时接受所述物理量数据并保存及分析；S3：确定试验条件，调整配重重量及下降高度，重复步骤S1，开始新一轮试验测试。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术结构简单，成本低廉，操作及安装方便，有效降低了整机高度，提高实验安全性。2、本专利技术相较于传统落震试验中着陆缓冲系统自由落体运动与地面直接碰撞方式，本专利技术等效为缓冲系统固定，等效质量体自由落体下落，与缓冲系统碰撞后共同进行缓冲运动，能有效解决传统落震装置正向跌落极高的垂直高度设计要求，缩短下落行程及整机高度，能够实现缓冲系统等效落震试验测试与分析，而且能够实现变载荷冲击测试，具备载荷调整、高刚度、高强度，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种着陆缓冲系统落震试验装置，其特征在于，包括支撑系统(1)、导向系统(2)、缓冲系统(4)、配重系统(5)、释放系统(9)以及采集系统；/n所述导向系统(2)安装在所述支撑系统(1)上，所述缓冲系统(4)的底端安装在所述导向系统(2)上；/n所述配重系统(5)包括静止状态和模拟着陆状态，当在所述释放系统(9)控制下所述配重系统(5)由静止状态进入模拟着陆状态时能够在所述导向系统(2)的导引下从所述缓冲系统(4)的顶端朝向缓冲系统(4)的底端运动并能够在所述缓冲系统(4)的作用下停止；/n所述采集系统能够采集由于所述运动而产生的物理量信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种着陆缓冲系统落震试验装置，其特征在于，包括支撑系统(1)、导向系统(2)、缓冲系统(4)、配重系统(5)、释放系统(9)以及采集系统；
所述导向系统(2)安装在所述支撑系统(1)上，所述缓冲系统(4)的底端安装在所述导向系统(2)上；
所述配重系统(5)包括静止状态和模拟着陆状态，当在所述释放系统(9)控制下所述配重系统(5)由静止状态进入模拟着陆状态时能够在所述导向系统(2)的导引下从所述缓冲系统(4)的顶端朝向缓冲系统(4)的底端运动并能够在所述缓冲系统(4)的作用下停止；
所述采集系统能够采集由于所述运动而产生的物理量信息。


2.根据权利要求1所述的着陆缓冲系统落震试验装置，其特征在于，所述支撑系统(1)包括可调支撑盘(11)、底盘(12)、横梁(13)、连接杆(14)、侧向撑杆(15)以及调平机构(16)；
所述连接杆(14)沿所述底盘(12)的周向布置且所述连接杆(14)的一端安装在所述底盘(12)上，所述连接杆(14)的另一端安装在所述可调支撑盘(11)上，所述横梁(13)的两端分别连接两个相邻连接杆(14)的另一端；
所述侧向撑杆(15)的底端安装在所述连接杆(14)的另一端，所述侧向撑杆(15)的顶端沿倾斜方向向上延伸并连接所述导向系统(2)；
所述底盘(12)上设置有底盘安装面，多个所述调平机构(16)安装在所述安装面上并呈环形结构布置。


3.根据权利要求2所述的着陆缓冲系统落震试验装置，其特征在于，所述调平机构(16)包括第一楔形块(161)、第二楔形块(162)、调节推杆(163)以及支撑座(164)；
所述支撑座(164)上设置有容纳槽，所述第一楔形块(161)、第二楔形块(162)从下到上依次安装在所述容纳槽中且所述调节推杆(163)的一端安装在所述第一楔形块(161)上，所述调节推杆(163)的另一端为调节端且所述调节端穿过所述支撑座(164)并延伸到所述支撑座(164)的外部；
当调节所述调节端时能够带动所述第一楔形块(161)沿所述调节推杆(163)的轴向方向运动进而能够驱使所述第二楔形块(162)向上或向下运动。


4.根据权利要求1所述的着陆缓冲系统落震试验装置，其特征在于，所述导向系统(2)包括底部支撑盘(21)、垂直立杆(22)、固定环片(24)、底座台架(25)、导向杆(26)以及拉压传感器(27)；
多个所述垂直立杆(22)的顶端均安装在所述固定环片(24)上，多个所述垂直立杆(22)的底端均安装在所述底部支撑盘(21)上，所述底部支撑盘(21)上设置有支撑盘安装面，所述底座台架(25)通过导向杆(26)可滑动的安装在所述支撑盘安装面上且所述拉压传感器(27)设置在所述底座台架(25)和支撑盘安装面之间；
所述垂直立杆(22)上设置有导轨(28)且所述配重系统(5)能够沿导轨(28)滑动。


5.根据权利要求1所述的着陆缓冲系统落震试验装置，其特征在于，所述缓冲系统(4)包括固定轴(41)、阻尼可调缓冲机构(42)以及加速度传感器(43)；
所述固定轴(41)的底端安装在所述导向系统(2)上所具有的底座台架(25)上，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌堂，张啸，黄兴保，杨诣坤，王卫军，丁立超，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31