CN101780841B - 着陆器着陆腿压紧展开锁定装置 - Google Patents

着陆器着陆腿压紧展开锁定装置 Download PDF

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Abstract

一种着陆器着陆腿压紧展开锁定装置，属着陆腿展开和锁定机构。该装置包括支柱外筒(1)和支柱内筒(6)；且支柱内筒(6)顶部还安装内筒顶盖(14)且之间具有作动装置安装腔；上述内筒顶盖(14)上方安装步进电机(12)，步进电机(12)通过轴向弹簧(13)与支柱外筒(1)顶部连接；转盘(11)安装于电机轴上并通过穿过位于锁定弹簧腔(16)内的径向弹簧(4)连接着插销(2)；上述支柱外筒(1)设置有与插销(2)配合的用于着陆腿展开前锁紧支柱内筒的上锁紧孔(3)，和与插销(2)配合的用于着陆腿展开后锁紧支柱内筒的下锁紧孔(7)。本发明机构简单，可靠性高的特点。

Description

着陆器着陆腿压紧展开锁定装置
技术领域
本发明属于对星际着陆器着陆装置着陆腿进行展开和锁定的机构。
技术背景
着陆腿是着陆器的重要组成部分，为着陆器在星际表面稳定着陆提供支持。为了保证着陆器的稳定性，要求着陆后具有较大的支撑面积。但是由于受运载工具的限制，要求着陆腿在发射段要能够收拢并压紧，飞行到一定轨道后，压紧装置解锁，在展开驱动装置的作用下着陆腿展开并锁定。
对空间展开锁定机构的系统研究与应用始于20世纪70年代后期，但发展迅速，许多新颖富有创造性的展开锁定机构概念被提出，有的已被应用。美国NASA、日本ISAS、欧洲ESA都先后为其航天工程研制了展开锁定空间机构。中国于20世纪80年代初开始可展开太阳能帆板研究，掌握了一次展开锁定的技术，但是还没有实现星际着陆器着陆装置着陆腿展开锁定技术的应用。由于航天活动的特殊性，展开锁定机构必须具备高刚性、高可靠性、轻质量等特性。
传统的星际着陆器的着陆腿压紧展开锁定机构的压紧装置和锁定装置分属两套不同的机构，主要通过火工品爆开解除锁定，然后着陆腿展开再锁定，如阿波罗系列着陆器。该机构结构复杂，可靠性不高。
发明内容
本发明的目的：针对现有技术的不足，提供一种高刚性用于着陆器的压紧展开锁定机构。该机构压紧装置和锁定装置共用一套机构，具有机构简单，可靠性高的特点。
一种着陆器着陆腿压紧展开锁定装置，其特征在于包括：
支柱外筒和支柱内筒；上述支柱内筒内安装有用于与着陆腿相连的活塞杆，支柱内筒内的其他空间通过缓冲材料填充；活塞杆从支柱内筒及支柱外筒底部伸出；上述支柱内筒顶部上方还安装有内筒顶盖，且内筒顶盖与支柱内筒的顶部之间具有作动装置安装腔；作动装置安装腔由转盘腔和连通于转盘腔径向外侧的锁定弹簧腔组成；上述内筒顶盖的上方安装有步进电机，步进电机顶部连接轴向弹簧，轴向弹簧另一端连支柱外筒顶部；上述步进电机的输出轴伸入转盘腔内并安装有转盘，转盘上连接有绳索，绳索另一端穿过位于锁定弹簧腔内的径向弹簧连接着插销；
上述支柱外筒设置有与插销配合的用于着陆腿展开前锁紧支柱内筒的上锁紧孔，和与插销配合的用于着陆腿展开后锁紧支柱内筒的下锁紧孔。
本发明的有益效果：机构的安装和运动过程无干涉，结构刚度好，运动摩擦阻力较小，可灵活展开锁定，质量较轻，运动机构、控制系统简单，加工方便，展开锁定可靠。
附图说明
附图1本压紧展开锁定装置结构组成示意图。
附图2为本压紧展开锁定装置结构A-A剖面示意图。
图中标号名称：1、支柱外筒，2、插销，3、上锁紧孔，4、径向弹簧，5、绳索，6、支柱内筒，7、下锁紧孔，8、压缩缓冲蜂窝材料，9、拉伸缓冲蜂窝材料，10、活塞杆，11、转盘，12、步进电机，13、轴向弹簧，14、内筒顶盖，15、转盘腔，16、锁定弹簧腔。
具体实施方式
如附图1所示即为本发明的压紧展开锁定装置的结构示意图。着陆器辅助支柱内筒安装于支柱外筒1内，支柱内筒6上安装有内筒顶盖14，支柱内筒6和内筒顶盖14之间形成转盘15腔和锁定弹簧腔16，支柱外筒1筒壁沿轴向加工有两圈喇叭形小孔，每圈分布有四个，分别用于展开前锁定和展开后锁定。内筒顶盖14上固定安装步进电机12，电机转轴伸入转盘腔15与转轴相连，锁定弹簧腔16内装有径向弹簧4和插销2，绳索5一端缠绕在转盘11上，另一端穿过径向弹簧4与插销2相连。电机转动可以带动插销沿支柱内筒径向运动。支柱内筒通过高强度的轴向弹簧13使插销2与上锁紧孔3或下锁紧孔7配合实现内筒的压紧展开锁定功能。上述上锁紧孔3和下锁紧孔7均为喇叭形孔，上述插销2为与喇叭形孔配合的圆台形。
为了避免支柱外筒1和支柱内筒6之间发生偏转，两者之间设置有限制两着相对转动的限位块和沟槽结构。
这里将说明该展开锁定装置的工作原理。
对于附图1所示的展开锁定装置其工作原理是：
(a)着陆腿支柱内筒被收拢压紧在支柱外筒1内，飞行到一定轨道后，步进电机12转动，带动插销2向里缩回，压紧锁定装置解锁；原来处于压紧状态的高强度的轴向弹簧13反弹，推动支柱内筒向外运动。其中步进电机12转动时间很短，即使插销2脱离上锁紧孔3即停转。
(b)轴向弹簧13伸长到原长位置，展开完成，插销2在锁定弹簧4的作用下插入下锁紧孔7内，支柱内筒往相反方向的运动被限制，机构被锁定。

Claims (3)

1.一种着陆器着陆腿压紧展开锁定装置，其特征在于包括：
支柱外筒(1)和支柱内筒(6)；
上述支柱内筒(6)内安装有活塞杆(10)，支柱内筒(6)内的其他空间通过缓冲材料填充；活塞杆(10)从支柱内筒(6)及支柱外筒(1)底部伸出；
上述支柱内筒(6)顶部上方还安装有内筒顶盖(14)，且内筒顶盖(14)与支柱内筒(6)的顶部之间具有作动装置安装腔；作动装置安装腔由转盘腔(15)和连通于转盘腔径向外侧的锁定弹簧腔(16)组成；
上述内筒顶盖(14)的上方安装有步进电机(12)，步进电机(12)顶部连接轴向弹簧(13)，轴向弹簧(13)另一端连支柱外筒(1)顶部；
上述步进电机(12)的输出轴伸入转盘腔(15)内并安装有转盘(11)，转盘(11)上连接有绳索(5)，绳索(5)另一端穿过位于锁定弹簧腔(16)内的径向弹簧(4)连接着插销(2)；
上述支柱外筒(1)设置有与插销(2)配合的用于着陆腿展开前锁紧支柱内筒的上锁紧孔(3)，和与插销(2)配合的用于着陆腿展开后锁紧支柱内筒的下锁紧孔(7)。
2.根据权利要求1所述的着陆器着陆腿压紧展开锁定装置，其特征在于包括：上述上锁紧孔(3)和下锁紧孔(7)均为喇叭形孔，上述插销(2)为与喇叭形孔配合的圆台形。
3.根据权利要求1所述的着陆器着陆腿压紧展开锁定装置，其特征在于包括：上述支柱外筒(1)和支柱内筒(6)上设置有限制两者相对转动的限位块和沟槽结构。
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