CN102167166B - 小星体着陆器附着机构 - Google Patents

Abstract

小星体着陆器附着机构，它涉及一种着陆器附着机构。本发明为了解决着陆器在小星体表面安全着陆以及小星体表面引力小，着陆器在其表面容易飘走的问题。本发明的三角形空间桁架式支架的星形支架杆件上安装有一个或两个锚定位系统，万向节机构安装在着陆机构上，万向节机构的执行末端与缓冲机构的液压缓冲器的缓冲器杆连接，缓冲机构的滑筒插装在仪器平台内，锚定位系统通过电机控制线与电气接口的针插座建立电连接，锚定位系统的推进机构的信号检测套筒通过反馈信号线与电气接口的针插座建立电连接，电气接口的针插座通过信号线插头线与电气及控制系统建立电连接，万向节机构的电机驱动机构的每个电机及相应传感器通过信号线插头线与电气及控制系统建立电连接。本发明用于着陆器探测活动中。

Description

小星体着陆器附着机构

技术领域

本发明涉及一种着陆器附着机构，具体涉及一种小星体着陆器附着机构，属于深空小星体探测技术领域。

背景技术

近年来，小星体探测越来越多，小星体演化程度小，较多地保留了形成和早期演化的遗迹，可以为探索太阳系起源演化提供重要线索，可能成为人类未来能够开发利用的资源宝库，另外，它们中的某些成员存在潜在撞击地球的危险。实施小天体探测，对探索未来深空探测任务的国际合作模式和组织实施途径，完成深空探测人才培养的目标，以及为我国后续深空探测计划的实施提供技术基础等方面都将具有重要意义。所述小星体主要包括小行星和彗星。

自1983年美国的国际彗星探测者（ICE）对贾可比尼—津纳彗星进行了人类历史上第一次对小星体的探测开始到现在，已有美国、苏联、日本、欧洲空间局等国家和组织对小行星和彗星进行了许多次探测，典型的探测有：1983年12月美国的国际彗星探测者（ICE）探测贾可比尼—津纳彗星；1984年苏联的维加1号、维加2号对哈雷彗星的探测；1985年1月8日日本的“先驱”号对哈雷彗星探测；1985年7月欧空局的“乔托”号对哈雷彗星探测；1985年8月日本的行星-A探测器对哈雷彗星探测；1996年2月美国的近地小行星交会探测器（NEAR）探测爱神星（Eros）；1998年10月美国的“深空一号”探测小行星1992D；1999年2月美国的“星尘号”探测“Wild 2”彗星；2003年5月日本的缪斯C探测器探测小行星1998SF36，此探测器于2010年6月13日成功取回了小行星的岩石样本；2004年3月欧空局的罗塞塔（Rosetta）彗星探测器将于2014年探测楚留莫夫—格拉西门克彗星；2005年1月美国的“深度撞击”对坦普尔彗星和波星进行了探测；2007年9月美国“黎明号”将探测1号谷神星和4号灶神星。除了上述已有的探测活动，现有许多国家正准备在不远的将来对小行星、彗星等进行探测，因此对小星体进行探测是很有意义的。

到目前为止，只有欧洲空间局2004年3月发射的罗塞塔（Rosetta）彗星探测器计划将着陆器着陆在彗星表面进行探测，日本2003年5月发射的缪斯C探测器是通过对小行星的撞击来收集小行星岩石样本，美国的“深度撞击”是通过整个轨道舱撞击小星体来对其进行研究，其他的小星体探测都是探测器在一定的轨道上对小星体进行观测，没有对小星体进行着陆器探测，可见小星体的着陆器探测尚处在起步阶段。

小星体表面引力特别小，着陆器在其表面很容易飘走，着陆器必须固定在小行星表面，才能为下一步着陆器在小行星表面展开科学研究提供可靠的保障，这就使得小星体探测器结构与在月球和火星等引力大的星球上着陆的探测器结构有了本质的区别。

发明内容

本发明的目的是为了解决着陆器在小星体表面安全着陆以及小星体表面引力小，着陆器在其表面容易飘走的问题，进而提供一种小星体着陆器附着机构。

本发明的技术方案是：小星体着陆器附着机构包括着陆机构、万向节机构、缓冲机构、仪器平台和一个或两个锚定位系统；

着陆机构包括三角形空间桁架式支架和三个着陆腿；三个着陆腿分布在三角形空间桁架式支架的周围；

每个着陆腿包括着陆脚轴端挡圈、着陆脚连接轴、着陆脚、主着陆腿接头、主着陆腿、锁紧块、两个锁紧部件安装轴、滑块、锁紧弹簧、主着陆腿空间桁架式支架接头、两个辅助着陆腿滑块接头、两个辅助着陆腿、两个开口销、两个锁紧钩挡圈、两个锁紧钩、两个滑块轴端挡圈、两个滑动部件安装轴和两个辅助着陆腿空间桁架式支架接头；

所述着陆脚通过着陆脚连接轴与主着陆腿接头连接，着陆脚连接轴的轴端固定安装有着陆脚轴端挡圈，着陆脚轴端挡圈用于限定着陆脚在着陆脚连接轴上的轴向位置，主着陆腿的下端与主着陆腿接头固定连接，主着陆腿的上端与主着陆腿空间桁架式支架接头固定连接，所述锁紧块固定套装在主着陆腿的下部，锁紧块的左右两个端面上各设置有一个锁紧部件安装轴，所述两个锁紧钩分列在锁紧块的左右两侧，且每个锁紧钩转动安装在与其同侧的锁紧部件安装轴上，每个锁紧部件安装轴上安装有一个锁紧钩挡圈，锁紧钩挡圈位于其同侧锁紧钩的外侧，锁紧钩挡圈用于限定锁紧钩在锁紧部件安装轴上的轴向位置，所述锁紧弹簧为平列双扭弹簧，所述锁紧弹簧的圆柱部分套装在两个锁紧部件安装轴上，锁紧弹簧的一端压在主着陆腿的后端面上，锁紧弹簧的另一端压在两个锁紧钩的后端面上，每个锁紧部件安装轴的轴端安装有一个开口销，两个开口销用于限定锁紧弹簧在锁紧部件安装轴上的轴向位置，所述滑块滑动套装在主着陆腿上，且滑块位于锁紧块与主着陆腿空间桁架式支架接头之间，所述滑块的左右两个端面上各设置有一个滑动部件安装轴，所述两个辅助着陆腿滑块接头分列在滑块的左右两侧，且每个辅助着陆腿滑块接头转动安装在与其同侧的滑动部件安装轴上，每个滑动部件安装轴的轴端固定安装有一个滑块轴端挡圈，滑块轴端挡圈用于限定辅助着陆腿滑块接头在滑动部件安装轴上的轴向位置，所述两个辅助着陆腿平行设置，每个辅助着陆腿滑块接头均与一个辅助着陆腿的一端固定连接，该辅助着陆腿的另一端固定连接有辅助着陆腿空间桁架式支架接头，所述两个辅助着陆腿空间桁架式支架接头位于主着陆腿空间桁架式支架接头的下方；

所述三角形空间桁架式支架包括三角形支架、星形支架和空间桁架连接杆组件，所述三角形支架与星形支架上下布置，三角形支架与星形支架之间通过连接杆组件连接；

三角形支架包括三个三角形支架杆件和三个三角形支架接头，三个三角形支架杆件三角形排布，相邻两个三角形支架杆的两个临近端通过一个三角形支架接头固定连接；

星形支架包括中心接头和三个星形支架杆件，所述三个星形支架杆件星形排布并通过中心接头固定连接在一起；空间桁架连接杆组件包括六个第一连接角件和三个连接支柱，每个连接支柱的上端通过一个第一连接角件与一个三角形支架接头固定连接，该连接支柱的下端通过一个第一连接角件与一个星形支架杆件固定连接；

所述三角形空间桁架式支架还包括三组主着陆腿连接组件和三组辅助着陆腿连接组件；

每组主着陆腿连接组件包括主着陆腿轴端挡圈和主着陆腿连接轴，每个主着陆腿空间桁架式支架接头通过一个主着陆腿连接轴与三角形支架接头转动连接，所述主着陆腿连接轴的轴端固定安装有主着陆腿轴端挡圈，主着陆腿轴端挡圈用于限定主着陆腿连接轴在主着陆腿空间桁架式支架接头上的轴向位置；

三组辅助着陆腿连接组件分布在星形支架的周围，每组辅助着陆腿连接组件包括辅助着陆腿空间桁架式支架连接轴、辅助着陆腿轴端挡圈、辅助着陆腿空间桁架式支架接头和展开弹簧；

每个星形支架杆件的发散端固定连接有一个辅助着陆腿空间桁架式支架接头，辅助着陆腿空间桁架式支架接头通过辅助着陆腿空间桁架式支架连接轴与两个辅助着陆腿空间桁架式支架接头转动连接，辅助着陆腿空间桁架式支架连接轴的轴端固定安装有辅助着陆腿轴端挡圈，所述展开弹簧为平列双扭弹簧，展开弹簧的圆柱部分套装在辅助着陆腿空间桁架式支架连接轴上，且展开弹簧的圆柱部分位于两个辅助着陆腿空间桁架式支架接头之间，展开弹簧的一端压在辅助着陆腿空间桁架式支架接头上，展开弹簧的另一端与辅助着陆腿固定连接；

缓冲机构包括液压缓冲器、衬套、滑筒、连接螺栓和第一止转螺钉；所述衬套螺纹连接在液压缓冲器的上部，滑筒滑动安装在衬套的外壁上，滑筒沿衬套上下滑动，所述滑筒的外壁上开有避让槽，避让槽沿滑筒的母线方向开设，所述第一止转螺钉与衬套的外壁螺纹连接，且第一止转螺钉在避让槽内滑动，液压缓冲器的缓冲器杆与滑筒之间通过连接螺栓连接在一起，滑筒的外壁上设有环形凸沿，液压缓冲器的下部与中心接头螺纹连接；

仪器平台包括底板、顶盖、电气及控制系统、多个侧板和多个支柱，多个侧板呈环形阵列，相邻的两个侧板之间通过一个支柱连接，多个侧板和多个支柱围合形成腔室，腔室的底面上装有底板，腔室的顶面上装有顶盖，电气及控制系统设置在腔室内部；

所述三角形空间桁架式支架的星形支架杆件上安装有一个或两个锚定位系统，万向节机构安装在着陆机构上，万向节机构与着陆机构之间的连接是通过万向节机构的底座与星形支架的中心接头之间的连接来实现的，万向节机构的执行末端与缓冲机构的液压缓冲器的缓冲器杆连接，缓冲机构的滑筒插装在仪器平台内，仪器平台固定安装在环形凸沿上，万向节机构与仪器平台之间通过缓冲机构建立连接，

小星体着陆器附着机构还包括反馈信号线、两根电机控制线和两根信号线插头线；

锚定位系统的缠绕机构的缠绕电机通过一根电机控制线与电气接口的针插座建立电连接，

锚定位系统的锁紧解锁机构的解锁电机通过一根电机控制线与电气接口的针插座建立电连接，

锚定位系统的推进机构的信号检测套筒通过反馈信号线与电气接口的针插座建立电连接，

锚定位系统的电气接口的针插座通过一根信号线插头线与电气及控制系统建立电连接，

万向节机构的电机驱动机构的每个电机及其传感器通过一根信号线插头线与电气及控制系统建立电连接，

信号线插头线用于电气及控制信号的传输。

本发明与现有技术相比具有以下效果：本发明的着陆机构用来为小星体着陆器附着机构的着陆和其他部分提供支撑；锚定位系统在小星体着陆器附着机构着陆的瞬间，会在小星体表面和着陆器之间建立机械连接，将着陆器牢牢的固定在小星体表面；万向节机构的设计一方面可以通过在其上实施控制算法来实现由于小星体着陆器附着机构着陆点地形的不平坦而引起的着陆不稳定，另一方面用来调整仪器平台的姿态，以确保仪器平台所携带的设备正常工作；缓冲机构用来减小着陆过程中冲击对仪器平台的作用，以防止所携带仪器设备被损坏；仪器平台用来为小星体着陆器附着机构携带的探测小星体的各种仪器提供支撑和保护，本发明的小星体着陆器附着机构的各构件的共同作用克服了着陆器在小星体表面易飘走的缺陷。本发明用于着陆器探测活动中。

附图说明

图1是本发明的小星体着陆器附着机构的展开状态轴测图，图2是本发明的小星体着陆器附着机构的折叠状态轴测图，图3是着陆腿轴测图，图4是图3的a处放大图，图5是图3的b处放大图，图6是着陆腿锁紧部分详图，图7是图3的c处放大图，图8是空间桁架式支架轴测图，图9是图8的仰视图，图10是图8的d处放大图，图11是图9的e处放大图，图12是图8的f处放大图，图13是图8的g处放大图，图14是图9的h处放大图，图15是缓冲器组件主剖视图，图16是缓冲机构C的轴测图，图17是缓冲机构C与仪器平台E的连接关系图，图18是仪器平台E轴测图，图19是第一倾斜连接杆2-15和第二倾斜连接杆2-19在三角形空间桁架式支架2上的布置状态轴测图,图20是小星体着陆器附着机构着陆在小星体表面的倾斜地形区域时，通过万向节机构D的调整使得仪器平台E保持水平状态的示意图，图21是着陆机构A、锚定位系统B、万向节机构D、缓冲机构C装配在一起的轴测图，图22是万向节机构D的轴测图，图23是锚定位系统B的轴测图，图24是锚定位系统B的剖视图，图25是着陆脚的剖面图，图26是着陆脚的轴测图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图12、图14-图18和图20-图23说明本实施方式，本实施方式的小星体着陆器附着机构包括着陆机构A、万向节机构D、缓冲机构C、仪器平台E和一个或两个锚定位系统B，

着陆机构A包括三角形空间桁架式支架2和三个着陆腿1；三个着陆腿1分布在三角形空间桁架式支架2的周围；

每个着陆腿1包括着陆脚轴端挡圈1-1、着陆脚连接轴1-2、着陆脚1-3、主着陆腿接头1-4、主着陆腿1-6、锁紧块1-7、两个锁紧部件安装轴1-8、滑块1-10、锁紧弹簧1-13、主着陆腿空间桁架式支架接头1-24、两个辅助着陆腿滑块接头1-11、两个辅助着陆腿1-12、两个开口销1-14、两个锁紧钩挡圈1-15、两个锁紧钩1-16、两个滑块轴端挡圈1-17、两个滑动部件安装轴1-18和两个辅助着陆腿空间桁架式支架接头1-21；

所述着陆脚1-3通过着陆脚连接轴1-2与主着陆腿接头1-4连接，着陆脚连接轴1-2的轴端固定安装有着陆脚轴端挡圈1-1，着陆脚轴端挡圈1-1用于限定着陆脚1-3在着陆脚连接轴1-2上的轴向位置，主着陆腿1-6的下端与主着陆腿接头1-4固定连接，主着陆腿1-6的上端与主着陆腿空间桁架式支架接头1-24固定连接，所述锁紧块1-7固定套装在主着陆腿1-6的下部，锁紧块1-7的左右两个端面上各设置有一个锁紧部件安装轴1-8，所述两个锁紧钩1-16分列在锁紧块1-7的左右两侧，且每个锁紧钩1-16转动安装在与其同侧的锁紧部件安装轴1-8上，每个锁紧部件安装轴1-8上安装有一个锁紧钩挡圈1-15，锁紧钩挡圈1-15位于其同侧锁紧钩1-16的外侧，锁紧钩挡圈1-15用于限定锁紧钩1-16在锁紧部件安装轴1-8上的轴向位置，所述锁紧弹簧1-13为平列双扭弹簧，所述锁紧弹簧1-13的圆柱部分套装在两个锁紧部件安装轴1-8上，锁紧弹簧1-13的一端压在主着陆腿1-6的后端面上，锁紧弹簧1-13的另一端压在两个锁紧钩1-16的后端面上，每个锁紧部件安装轴1-8的轴端安装有一个开口销1-14，两个开口销1-14用于限定锁紧弹簧1-13在锁紧部件安装轴1-8上的轴向位置，所述滑块1-10滑动套装在主着陆腿1-6上，且滑块1-10位于锁紧块1-7与主着陆腿空间桁架式支架接头1-24之间，所述滑块1-10的左右两个端面上各设置有一个滑动部件安装轴1-18，所述两个辅助着陆腿滑块接头1-11分列在滑块1-10的左右两侧，且每个辅助着陆腿滑块接头1-11转动安装在与其同侧的滑动部件安装轴1-18上，每个滑动部件安装轴1-18的轴端固定安装有一个滑块轴端挡圈1-17，滑块轴端挡圈1-17用于限定辅助着陆腿滑块接头1-11在滑动部件安装轴1-18上的轴向位置，所述两个辅助着陆腿1-12平行设置，每个辅助着陆腿滑块接头1-11均与一个辅助着陆腿1-12的一端固定连接，该辅助着陆腿1-12的另一端固定连接有辅助着陆腿空间桁架式支架接头1-21，所述两个辅助着陆腿空间桁架式支架接头1-21位于主着陆腿空间桁架式支架接头1-24的下方；

所述三角形空间桁架式支架2包括三角形支架、星形支架和空间桁架连接杆组件，所述三角形支架与星形支架上下布置，三角形支架与星形支架之间通过连接杆组件连接；

三角形支架包括三个三角形支架杆件2-13和三个三角形支架接头2-10，三个三角形支架杆件2-13三角形排布，相邻两个三角形支架杆2-13的两个临近端通过一个三角形支架接头2-10固定连接；

星形支架包括中心接头2-6和三个星形支架杆件2-5，所述三个星形支架杆件2-5星形排布并通过中心接头2-6固定连接在一起；空间桁架连接杆组件包括六个第一连接角件2-4和三个连接支柱2-9，每个连接支柱2-9的上端通过一个第一连接角件24与一个三角形支架接头2-10固定连接，该连接支柱2-9的下端通过一个第一连接角件2-4与一个星形支架杆件2-5固定连接；

所述三角形空间桁架式支架2还包括三组主着陆腿连接组件和三组辅助着陆腿连接组件；

每组主着陆腿连接组件包括主着陆腿轴端挡圈2-11和主着陆腿连接轴2-12，每个主着陆腿空间桁架式支架接头1-24通过一个主着陆腿连接轴2-12与三角形支架接头2-10转动连接，所述主着陆腿连接轴2-12的轴端固定安装有主着陆腿轴端挡圈2-11，主着陆腿轴端挡圈2-11用于限定主着陆腿连接轴2-12在主着陆腿空间桁架式支架接头1-24上的轴向位置；

三组辅助着陆腿连接组件分布在星形支架的周围，每组辅助着陆腿连接组件包括辅助着陆腿空间桁架式支架连接轴2-1、辅助着陆腿轴端挡圈2-2、辅助着陆腿空间桁架式支架接头2-3和展开弹簧2-7；

每个星形支架杆件2-5的发散端固定连接有一个辅助着陆腿空间桁架式支架接头2-3，辅助着陆腿空间桁架式支架接头2-3通过辅助着陆腿空间桁架式支架连接轴2-1与两个辅助着陆腿空间桁架式支架接头1-21转动连接，辅助着陆腿空间桁架式支架连接轴2-1的轴端固定安装有辅助着陆腿轴端挡圈2-2，所述展开弹簧2-7为平列双扭弹簧，展开弹簧2-7的圆柱部分套装在辅助着陆腿空间桁架式支架连接轴2-1上，且展开弹簧2-7的圆柱部分位于两个辅助着陆腿空间桁架式支架接头1-21之间，展开弹簧2-7的一端压在辅助着陆腿空间桁架式支架接头2-3上，展开弹簧2-7的另一端与辅助着陆腿1-12固定连接；

缓冲机构C包括液压缓冲器3-1、衬套3-2、滑筒3-3、连接螺栓3-4和第一止转螺钉3-6；所述衬套3-2螺纹连接在液压缓冲器3-1的上部，滑筒3-3滑动安装在衬套3-2的外壁上，滑筒3-3沿衬套3-2上下滑动，所述滑筒3-3的外壁上开有避让槽3-3-1，避让槽3-3-1沿滑筒3-3的母线方向开设，所述第一止转螺钉3-6与衬套3-2的外壁螺纹连接，且第一止转螺钉3-6在避让槽3-3-1内滑动，液压缓冲器3-1的缓冲器杆3-1-1与滑筒3-3之间通过连接螺栓3-4连接在一起，滑筒3-3的外壁上设有环形凸沿3-3-2，液压缓冲器3-1的下部与中心接头2-6螺纹连接；

仪器平台E包括底板5-1、顶盖5-4、电气及控制系统5-5、多个侧板5-2和多个支柱5-3，多个侧板5-2呈环形阵列，相邻的两个侧板5-2之间通过一个支柱5-3连接，多个侧板5-2和多个支柱5-3围合形成腔室，腔室的底面上装有底板5-1，腔室的顶面上装有顶盖5-4，电气及控制系统5-5设置在腔室内部；

所述三角形空间桁架式支架2的星形支架杆件2-5上安装有一个或两个锚定位系统B，万向节机构D安装在着陆机构A上，万向节机构D与着陆机构A之间的连接是通过万向节机构D的底座4-1与星形支架的中心接头2-6之间的连接来实现的，万向节机构D的执行末端4-5与缓冲机构C的液压缓冲器3-1的缓冲器杆3-1-1连接，缓冲机构C的滑筒3-3插装在仪器平台E内，仪器平台E固定安装在环形凸沿3-3-2上，万向节机构D与仪器平台E之间通过缓冲机构C建立连接，

小星体着陆器附着机构还包括反馈信号线12、两根电机控制线9和两根信号线插头线7；

锚定位系统B的缠绕机构8的缠绕电机8-1通过一根电机控制线9与电气接口6的针插座6-1建立电连接，

锚定位系统B的锁紧解锁机构10的解锁电机10-1通过一根电机控制线9与电气接口6的针插座6-1建立电连接，

锚定位系统B的推进机构11的信号检测套筒11-1通过反馈信号线12与电气接口6的针插座6-1建立电连接，

锚定位系统B的电气接口6的针插座6-1通过一根信号线插头线7与电气及控制系统5-5建立电连接，

万向节机构D的电机驱动机构4-2的每个电机及其传感器4-2-1通过一根信号线插头线7与电气及控制系统5-5建立电连接，

信号线插头线7用于电气及控制信号的传输。

本实施方式中的锚定位系统B采用的是申请号为201010113872.0，申请日为2010年2月25日的发明专利申请中公开的“用于小行星着陆器探测的锚定位系统”；

本实施方式中的万向节机构D采用的是申请号为201110044740.1，申请日为2011年2月24日的发明专利申请中公开的“皮带传动十字整轴式两自由度万向节机构”。

具体实施方式二：结合图3-图7说明本实施方式，本实施方式的主着陆腿1-6的下端与主着陆腿接头1-4焊接，主着陆腿1-6的上端与主着陆腿空间桁架式支架接头1-24焊接，锁紧块1-7焊装在主着陆腿1-6的下部，辅助着陆腿滑块接头1-11与辅助着陆腿1-12的一端焊接，辅助着陆腿1-12的另一端焊接有辅助着陆腿空间桁架式支架接头1-21，相邻两个三角形支架杆2-13的两个临近端通过一个三角形支架接头2-10焊接在一起，所述三个星形支架杆件2-5星形排布并通过中心接头2-6焊接在一起；每个连接支柱2-9的上端通过一个第一连接角件2-4与一个三角形支架接头2-10焊接在一起，该连接支柱2-9的下端通过一个第一连接角件2-4与一个星形支架杆件2-5焊接在一起，每个星形支架杆件2-5的发散端焊接有一个辅助着陆腿空间桁架式支架接头2-3。通过焊接形式建立机械连接关系使得着陆腿1的结构具有更高的可靠性和更高的强度。

具体实施方式三：结合图3-图7说明本实施方式，本实施方式的主着陆腿1-6的下端与主着陆腿接头1-4采用螺钉连接在一起，主着陆腿1-6的上端与主着陆腿空间桁架式支架接头1-24采用螺钉连接在一起，锁紧块1-7采用螺钉固定安装在主着陆腿1-6的下部，辅助着陆腿滑块接头1-11与辅助着陆腿1-12的一端采用螺钉连接在一起，辅助着陆腿1-12的另一端与辅助着陆腿空间桁架式支架接头1-21采用螺钉连接在一起，相邻两个三角形支架杆2-13的两个临近端与一个三角形支架接头2-10通过螺钉连接在一起，所述三个星形支架杆件2-5星形排布并与中心接头2-6通过螺钉连接在一起；每个连接支柱2-9的上端通过一个第一连接角件2-4与一个三角形支架接头2-10螺钉连接在一起，该连接支柱2-9的下端通过一个第一连接角件2-4与一个星形支架杆件2-5螺钉连接在一起，每个星形支架杆件2-5的发散端与一个辅助着陆腿空间桁架式支架接头2-3采用螺钉连接在一起。通过螺钉连接形式建立机械连接关系使得着陆腿1拆卸方便。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图3说明本实施方式，本实施方式的主着陆腿1-6、两个辅助着陆腿1-12、星形支架杆件2-5、三角形支架杆件2-13和连接支柱2-9均采用铝合金制成。如此设置，具有强度高、质量轻和成本低的优点。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的着陆脚1-3通过着陆脚连接轴1-2与主着陆腿接头1-4转动连接。如此设置，着陆脚1-3可依据着陆点的地形发生转动，提高了着陆机构对不同着陆环境的适应性。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图3和图5说明本实施方式，本实施方式的每个着陆腿1还包括减振垫1-9，所述锁紧块1-7与滑块1-10相邻的端面上固定安装有减振垫1-9。如此设置，减小了滑块1-10与锁紧块1-7在锁紧过程中由于撞击产生的噪声。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图3说明本实施方式，本实施方式的每个着陆腿1还包括辅助连接板1-19，所述辅助连接板1-19连接在两个辅助着陆腿1-12之间。如此设置，着陆腿结构更为稳定。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图8和图9说明本实施方式，本实施方式的三角形空间桁架式支架2还包括三个三角形支架连接杆2-16和三个连接杆接头2-17，三个三角形支架连接杆2-16三角形排布在三角形支架内部，相邻两个三角形支架连接杆2-16的两个临近端通过一个连接杆接头2-17固定连接，每个连接杆接头2-17与一个三角形支架杆件2-13固定连接。如此设置，增加了三角形支架的结构稳定性，同时也提高了三角形空间桁架式支架2的整体承载能力。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式九：结合图8、图9、图11和图19说明本实施方式，本实施方式的三角形空间桁架式支架2还包括三个第一倾斜连接杆2-15，每个三角形支架接头2-10与中心接头2-6之间固定连接有一个第一倾斜连接杆2-15。如此设置，三角形空间桁架式支架的各杆件的强度得到了充分的发挥，提高了相同负载条件下折叠式轻型着陆机构的承载能力。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。

具体实施方式十：结合图8、图9和图19说明本实施方式，本实施方式的三角形空间桁架式支架2还包括三个第二倾斜连接杆2-19和三个第二连接角件2-20，每个三角形支架杆件2-13与中心接头2-6之间固定连接有一个第二倾斜连接杆2-19，每个第二倾斜连接杆2-19与相应的三角形支架杆件2-13通过一个第二连接角件2-20固定连接。如此设置，三角形空间桁架式支架的各杆件的强度得到了充分的发挥，提高了相同负载条件下折叠式轻型着陆机构的承载能力。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。

具体实施方式十一：结合图8-图14和图19说明本实施方式，本实施方式的第一倾斜连接杆2-15和第二倾斜连接杆2-19均采用铝合金制成。如此设置，具有强度高、质量轻和成本低的优点。其它组成及连接关系与具体实施方式十相同。

具体实施方式十二：结合图18说明本实施方式，本实施方式的仪器平台E的顶盖5-4和侧板5-2均为太阳能帆板。如此设置，通过吸收太阳能来发电以供给仪器平台E携带的探测仪器所使用。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。

具体实施方式十三：结合图25和图26说明本实施方式，本实施方式的着陆机构A的着陆脚1-3包括着陆脚底壳1-3-1、接触开关1-3-2、接触开关支架1-3-3、限位挡边1-3-4，着陆脚顶盖1-3-5、接触开关信号线1-3-6和多个第二止转螺钉1-3-7，着陆脚底壳1-3-1的上端面上设置有内台肩1-3-1-1，着陆脚顶盖1-3-5设置在内台肩1-3-1-1中，着陆脚顶盖1-3-5的外壁上设有多个第二止转螺钉1-3-7，内台肩1-3-1-1的外壁上开有止转螺钉避让孔1-3-4-1，第二止转螺钉1-3-7用于防止着陆脚顶盖1-3-5在内台肩1-3-1-1中发生转动，着陆脚底壳1-3-1的上端面上设置有限位挡边1-3-4，限位挡边1-3-4用于限制着陆脚顶盖1-3-5径向窜动，同时限定着陆脚顶盖1-3-5在内台肩1-3-1-1中的轴向位移，着陆脚顶盖1-3-5的下端面上设置有接触开关支架1-3-3，接触开关支架1-3-3上安装有接触开关1-3-2，接触开关1-3-2通过接触开关信号线1-3-6与电气及控制系统5-5建立电连接。如此设置，着陆脚用来提供小星体着陆器附着机构与着陆点之间的接触支撑，防止了小星体着陆器附着机构陷入小星体表面，同时用来提供着陆的触发信号。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。

本实施方式中，当小星体着陆器着陆时着陆脚1-3与着陆面接触，在冲击力作用下着陆脚顶盖1-3-5会在着陆脚底壳1-3-1内向下移动，此时接触开关1-3-2就会和陆脚底壳1-3-1发生碰撞而产生触发信号，为了防止冲击力过大而损坏接触开关1-3-2，在着陆脚底壳1-3-1内设计有机械限位的内台肩，可以限制着陆脚顶盖1-3-5在着陆脚底壳1-3-1内只能移动小于限位的距离，在着陆脚底壳1-3-1上面有一个限位挡边1-3-4，用来防止着陆脚顶盖1-3-5从着陆脚底壳1-3-1内掉出，接触开关1-3-2产生的触发信号通过接触开关信号线1-3-6传递到电气及控制系统5-5。

具体实施方式十四：结合图3-图7说明本实施方式，本实施方式的着陆机构A的着陆脚1-3还包括多个第二止转螺钉1-3-7，着陆脚顶盖1-3-5的外壁上设有多个第二止转螺钉1-3-7，内台肩1-3-1-1的外壁上开有止转螺钉避让孔1-3-1-2，第二止转螺钉1-3-7用于防止着陆脚顶盖1-3-5在内台肩1-3-1-1中发生转动。其它组成及连接关系与具体实施方式十三相同。

本发明的工作过程（参见图1-图19）：着陆机构A用来为小星体着陆器附着机构的着陆和其他部分提供支撑。为了减小小星体着陆器附着机构所占的体积，其着陆机构A的着陆腿1可以折叠。锚定位系统B在小星体着陆器附着机构着陆的瞬间，会在小星体表面和着陆器之间建立机械连接，将着陆器牢牢的固定在小星体表面；小星体着陆器附着机构上安装有一个或两个锚定位系统B，安装有两个锚定位系统B时，在正常情况下只使用其中一个，另一个用来冗余备份，即如果在小星体着陆器附着机构着陆时，被触发的锚定位系统B没有发射出去，则电气及控制系统5-5就不会检测到信号线9上的触发信号，此时会启动备份的锚定位系统B，电气及控制系统5-5会发射备份的锚定位系统B，两个锚定位系统B的冗余备份设计，提高了小星体着陆器附着机构安全附着的可靠性，对小星体着陆器附着机构成功探测小星体有重要意义。缓冲机构C通过液压缓冲器3-1与三角形空间桁架式支架2的中心接头2-6之间建立机械连接关系，衬套3-2与液压缓冲器3-1之间螺纹连接，滑筒3-3与衬套3-2相对滑动，滑筒3-3起到导向的作用，从而保护了液压缓冲器3-1，防止液压缓冲器3-1在倾斜载荷作用时由于缓冲器杆3-1-1发生弯曲而发生破坏，连接螺栓3-4的作用是在液压缓冲器3-1与滑筒3-3之间建立机械连接，使得滑筒3-3沿衬套3-2滑动时带动液压缓冲器3-1的缓冲器杆3-1-1运动，第一止转螺钉3-6的作用是防止滑筒3-3与衬套3-2之间发生相对转动，第一止转螺钉3-6一端和衬套3-2螺纹连接，另一端挡在滑筒3-3的避让槽3-3-1中。当有冲击载荷作用在滑筒3-3上时，滑筒3-3沿衬套3-2滑动，同时带动缓冲器杆3-1-1压缩，导致液压缓冲器3-1产生缓冲，从而减小了着陆时仪器平台E上承载仪器的冲击载荷。缓冲机构C用来减小着陆过程中冲击对仪器平台E的作用，以防止所携带仪器设备被损坏。万向节机构D的设计一方面可以通过在其上实施控制算法来实现由于小星体着陆器附着机构着陆点地形的不平坦而引起的着陆不稳定，另一方面用来调整仪器平台E的姿态，以确保仪器平台E所携带的设备正常工作；缓冲机构C用来减小着陆过程中冲击对仪器平台E的作用，以防止所携带仪器设备被损坏。仪器平台E用来为小星体着陆器附着机构携带的探测小星体的各种仪器提供支撑和保护。

着陆机构A处在折叠状态时，由钢丝绳14将三条主着陆腿1-6捆在一起，达到折叠的目的，这样可以减小小星体着陆器附着机构所占的体积，减小发射成本。当小星体着陆器附着机构到达所要探测的小星体时，其被抛出轨道舱，利用设置在钢丝绳14上的解锁火工品13将钢丝绳14剪断，辅助着陆腿1-12在展开弹簧2-7的作用下迅速展开，辅助着陆腿1-12带动滑块1-10在主着陆腿1-6上滑行，与此同时主着陆腿1-6在滑块1-10作用下绕连接轴2-12转动，主着陆腿1-6产生展开动作，当辅助着陆腿1-12带动滑块1-10运动到距离锁紧块1-7一定位置时，滑块1-10被锁紧钩1-16锁紧，此时即实现了着陆腿1的展开和锁定，主着陆腿1-6可以承载着陆时及着陆后垂直方向的载荷，而辅助着陆腿1-12可以提高着陆时及着陆后承载水平方向载荷的作用。当小星体着陆器附着机构与小星体表面接触时，着陆脚1-3的接触开关1-3-2会产生触发信号，此信号经图1的接触开关信号线1-3-6传给电气及控制系统5-5，电气及控制系统5-5经过预先编号的控制程序将控制信号发送给其中一个锚定位系统B，锚定位系统B的锚体11-2在发射出去时，会在图10所示的反馈信号线12上产生反馈信号，此反馈信号经电气接口6的针插座6-1和信号线插头线7传送到电气及控制系统5-5，如果电气及控制系统5-5没有接收到反馈信号，则认为此锚定位系统B发射失败，电气及控制系统5-5会发射备份的锚定位系统B。在锚体11-2发射后，小星体表面和小星体着陆器附着机构之间会通过连接线绳15连接（如图20和图24），为了使得小星体着陆器附着机构紧贴在小星体表面，锚定位系统B会将通过缠绕机构8将连接线绳15拉紧，如果需要将连接线绳15放松，则会通过锁紧解锁机构10来实现，在着陆时电气及控制系统5-5同时会对万向节机构D进行控制，来提高着陆的稳定性。在安全着陆后，为了使小星体着陆器附着机构仪器平台E所携带的仪器能正常工作，需要将仪器平台E调整成水平状态，如图20所示，这个动作由万向节机构D来实现。

当小星体着陆器着陆时着陆脚1-3与着陆面接触，在冲击力作用下着陆脚顶盖1-3-5会在着陆脚底壳1-3-1内向下移动，此时接触开关1-3-2就会和陆脚底壳1-3-1发生碰撞而产生触发信号，为了防止冲击力过大而损坏接触开关1-3-2，在着陆脚底壳1-3-1内设计有机械限位的内台肩，可以限制着陆脚顶盖1-3-5在着陆脚底壳1-3-1内只能移动小于限位的距离，在着陆脚底壳1-3-1上面有一个限位挡边1-3-4，用来防止着陆脚顶盖1-3-5从着陆脚底壳1-3-1内掉出，接触开关1-3-2产生的触发信号通过接触开关信号线1-3-6传递到电气及控制系统5-5。

Claims (3)

1.一种小星体着陆器附着机构，其特征在于：所述小星体着陆器附着机构包括着陆机构（A）、万向节机构（D）、缓冲机构（C）、仪器平台（E）和一个或两个锚定位系统（B）；

着陆机构（A）包括三角形空间桁架式支架（2）和三个着陆腿（1）；三个着陆腿（1）分布在三角形空间桁架式支架（2）的周围；

每个着陆腿（1）包括着陆脚轴端挡圈（1-1）、着陆脚连接轴（1-2）、着陆脚（1-3）、主着陆腿接头（1-4）、主着陆腿（1-6）、锁紧块（1-7）、滑块（1-10）、锁紧弹簧（1-13）、主着陆腿空间桁架式支架接头（1-24）、两个锁紧部件安装轴（1-8）、两个辅助着陆腿滑块接头（1-11）、两个辅助着陆腿（1-12）、两个开口销（1-14）、两个锁紧钩挡圈（1-15）、两个锁紧钩（1-16）、两个滑块轴端挡圈（1-17）、两个滑动部件安装轴（1-18）和两个辅助着陆腿空间桁架式支架接头（1-21）；

所述着陆脚（1-3）通过着陆脚连接轴（1-2）与主着陆腿接头（1-4）连接，着陆脚连接轴（1-2）的轴端固定安装有着陆脚轴端挡圈（1-1），着陆脚轴端挡圈（1-1）用于限定着陆脚（1-3）在着陆脚连接轴（1-2）的轴向位置，主着陆腿（1-6）的下端与主着陆腿接头（1-4）固定连接，主着陆腿（1-6）的上端与主着陆腿空间桁架式支架接头（1-24）固定连接，所述锁紧块（1-7）固定套装在主着陆腿（1-6）的下部，锁紧块（1-7）的左右两个端面上各设置有一个锁紧部件安装轴（1-8），所述两个锁紧钩（1-16）分列在锁紧块（1-7）的左右两侧，且每个锁紧钩（1-16）转动安装在与其同侧的锁紧部件安装轴（1-8）上，每个锁紧部件安装轴（1-8）安装有一个锁紧钩挡圈（1-15），锁紧钩挡圈（1-15）位于其同侧锁紧钩（1-16）的外侧，锁紧钩挡圈（1-15）用于限定锁紧钩（1-16）在锁紧部件安装轴（1-8）上的轴向位置，所述锁紧弹簧（1-13）为平列双扭弹簧，所述锁紧弹簧（1-13）的圆柱部分套装在两个锁紧部件安装轴（1-8）上，锁紧弹簧（1-13）的一端压在主着陆腿（1-6）的后端面上，锁紧弹簧（1-13）的另一端压在两个锁紧钩（1-16）的后端面上，每个锁紧部件安装轴（1-8）的轴端安装有一个开口销（1-14），两个开口销（1-14）用于限定锁紧弹簧（1-13）在锁紧部件安装轴（1-8）上的轴向位置，所述滑块（1-10）滑动套装在主着陆腿（1-6）上，且滑块（1-10）位于锁紧块（1-7）与主着陆腿空间桁架式支架接头（1-24）之间，所述滑块（1-10）的左右两个端面上各设置有一个滑动部件安装轴（1-18），所述两个辅助着陆腿滑块接头（1-11）分列在滑块（1-10）的左右两侧，且每个辅助着陆腿滑块接头（1-11）转动安装在与其同侧的滑动部件安装轴（1-18）上，每个滑动部件安装轴（1-18）的轴端固定安装有一个滑块轴端挡圈（1-17），滑块轴端挡圈（1-17）用于限定辅助着陆腿滑块接头（1-11）在滑动部件安装轴（1-18）上的轴向位置，所述两个辅助着陆腿（1-12）平行设置，每个辅助着陆腿滑块接头（1-11）均与一个辅助着陆腿（1-12）的一端固定连接，该辅助着陆腿（1-12）的另一端固定连接有辅助着陆腿空间桁架式支架接头（1-21），所述两个辅助着陆腿空间桁架式支架接头（1-21）位于主着陆腿空间桁架式支架接头（1-24）的下方；

所述三角形空间桁架式支架（2）包括三角形支架、星形支架和空间桁架连接杆组件，所述三角形支架与星形支架上下布置，三角形支架与星形支架之间通过连接杆组件连接；

三角形支架包括三个三角形支架杆件（2-13）和三个三角形支架接头（2-10），三个三角形支架杆件（2-13）三角形排布，相邻两个三角形支架杆（2-13）的两个临近端通过一个三角形支架接头（2-10）固定连接；

星形支架包括中心接头（2-6）和三个星形支架杆件（2-5），所述三个星形支架杆件（2-5）星形排布并通过中心接头（2-6）固定连接在一起；空间桁架连接杆组件包括六个第一连接角件（2-4）和三个连接支柱（2-9），每个连接支柱（2-9）的上端通过一个第一连接角件（2-4）与一个三角形支架接头（2-10）固定连接，该连接支柱（2-9）的下端通过一个第一连接角件（2-4）与一个星形支架杆件（2-5）固定连接；

所述三角形空间桁架式支架（2）还包括三组主着陆腿连接组件和三组辅助着陆腿连接组件；

每组主着陆腿连接组件包括主着陆腿轴端挡圈（2-11）和主着陆腿连接轴（2-12），每个主着陆腿空间桁架式支架接头（1-24）通过一个主着陆腿连接轴（2-12）与三角形支架接头（2-10）转动连接，所述主着陆腿连接轴（2-12）的轴端固定安装有主着陆腿轴端挡圈（2-11），主着陆腿轴端挡圈（2-11）用于限定主着陆腿连接轴（2-12）在主着陆腿空间桁架式支架接头（1-24）的轴向位置；

三组辅助着陆腿连接组件分布在星形支架的周围，每组辅助着陆腿连接组件包括辅助着陆腿空间桁架式支架连接轴（2-1）、辅助着陆腿轴端挡圈（2-2）、辅助着陆腿空间桁架式支架接头（2-3）和展开弹簧（2-7）；

每个星形支架杆件（2-5）的发散端固定连接有一个辅助着陆腿空间桁架式支架接头（2-3），辅助着陆腿空间桁架式支架接头（2-3）通过辅助着陆腿空间桁架式支架连接轴（2-1）与两个辅助着陆腿空间桁架式支架接头（1-21）转动连接，辅助着陆腿空间桁架式支架连接轴（2-1）的轴端固定安装有辅助着陆腿轴端挡圈（2-2），所述展开弹簧（2-7）为平列双扭弹簧，展开弹簧（2-7）的圆柱部分套装在辅助着陆腿空间桁架式支架连接轴（2-1）上，且展开弹簧（2-7）的圆柱部分位于两个辅助着陆腿空间桁架式支架接头（1-21）之间，展开弹簧（2-7）的一端压在辅助着陆腿空间桁架式支架接头（2-3）上，展开弹簧（2-7）的另一端与辅助着陆腿（1-12）固定连接；

缓冲机构C包括液压缓冲器（3-1）、衬套（3-2）、滑筒（3-3）、连接螺栓（3-4）和第一止转螺钉（3-6）；所述衬套（3-2）螺纹连接在液压缓冲器（3-1）的上部，滑筒（3-3）滑动安装在衬套（3-2）的外壁上，滑筒（3-3）沿衬套（3-2）上下滑动，所述滑筒（3-3）的外壁上开有避让槽（3-3-1），避让槽（3-3-1）沿滑筒（3-3）的母线方向开设，所述第一止转螺钉（3-6）与衬套（3-2）的外壁螺纹连接，且第一止转螺钉（3-6）在避让槽（3-3-1）内滑动，液压缓冲器（3-1）的缓冲器杆（3-1-1）与滑筒（3-3）之间通过连接螺栓（3-4）连接在一起，滑筒（3-3）的外壁上设有环形凸沿（3-3-2），液压缓冲器（3-1）的下部与中心接头（2-6）螺纹连接；

仪器平台（E）包括底板（5-1）、顶盖（5-4）、电气及控制系统（5-5）、多个侧板（5-2）和多个支柱（5-3），多个侧板（5-2）环形阵列，相邻的两个侧板（5-2）之间通过一个支柱（5-3）连接，多个侧板（5-2）和多个支柱（5-3）围合形成腔室，腔室的底面上装有底板（5-1），腔室的顶面上装有顶盖（5-4），电气及控制系统（5-5）设置在腔室内部；

所述三角形空间桁架式支架（2）的星形支架杆件（2-5）上安装有一个或两个锚定位系统（B），万向节机构（D）安装在着陆机构（A）上，万向节机构（D）与着陆机构（A）之间的连接是通过万向节机构（D）的底座（4-1）与星形支架的中心接头（2-6）之间的连接来实现的，万向节机构（D）的执行末端（4-5）与缓冲机构（C）的液压缓冲器（3-1）的缓冲器杆（3-1-1）连接，缓冲机构（C）的滑筒（3-3）插装在仪器平台（E）内，仪器平台（E）固定安装在环形凸沿（3-3-2）上，万向节机构（D）与仪器平台（E）之间通过缓冲机构（C）建立连接，

小星体着陆器附着机构还包括反馈信号线（12）、两根电机控制线（9）和两根信号线插头线（7）；

锚定位系统（B）的缠绕机构（8）的缠绕电机（8-1）通过一根电机控制线（9）与电气接口（6）的针插座（6-1）建立电连接，

锚定位系统（B）的锁紧解锁机构（10）的解锁电机（10-1）通过一根电机控制线（9）与电气接口（6）的针插座（6-1）建立电连接，

锚定位系统（B）的推进机构（11）的信号检测套筒（11-1）通过反馈信号线（12）与电气接口（6）的针插座（6-1）建立电连接，

锚定位系统（B）的电气接口（6）的针插座（6-1）通过一根信号线插头线（7）与电气及控制系统（5-5）建立电连接，

万向节机构（D）的电机驱动机构（4-2）的每个电机及其传感器（4-2-1）通过一根信号线插头线（7）与电气及控制系统（5-5）建立电连接，

信号线插头线（7）用于电气及控制信号的传输。

2.根据权利要求1所述的小星体着陆器附着机构，其特征在于：仪器平台（E）的顶盖（5-4）和侧板（5-2）均为太阳能帆板。

3.根据权利要求1或2所述的小星体着陆器附着机构，其特征在于：着陆机构（A）的着陆脚（1-3）包括着陆脚底壳（1-3-1）、接触开关（1-3-2）、接触开关支架（1-3-3）、限位挡边（1-3-4），着陆脚顶盖（1-3-5）、接触开关信号线（1-3-6）和多个第二止转螺钉（1-3-7），着陆脚底壳（1-3-1）的上端面上设置有内台肩（1-3-1-1），着陆脚顶盖（1-3-5）设置在内台肩（1-3-1-1）中，着陆脚顶盖（1-3-5）的外壁上设有多个第二止转螺钉（1-3-7），内台肩（1-3-1-1）的外壁上开有止转螺钉避让孔（1-3-4-1），第二止转螺钉（1-3-7）用于防止着陆脚顶盖（1-3-5）在内台肩（1-3-1-1）中发生转动，着陆脚底壳（1-3-1）的上端面上设置有限位挡边（1-3-4），限位挡边（1-3-4）用于限制着陆脚顶盖（1-3-5）径向窜动，同时限定着陆脚顶盖（1-3-5）在内台肩（1-3-1-1）中的轴向位移，着陆脚顶盖（1-3-5）的下端面上设置有接触开关支架（1-3-3），接触开关支架（1-3-3）上安装有接触开关（1-3-2），接触开关（1-3-2）通过接触开关信号线（1-3-6）与电气及控制系统（5-5）建立电连接。

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