CN103241392A - 深空弱引力天体附着装置及其构建方法 - Google Patents

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本发明公开了一种深空弱引力天体附着装置及其构建方法，包括上框架、下框架、桁架梁以及若干组支腿结构，所述上框架和下框架之间通过桁架梁连接，所述每一组支腿结构均包括主支腿和辅助支腿，其中，所述主支腿的第一端连接在上框架上，所述辅助支腿的第一端连接在下框架上，所述主支腿和辅助支腿的第二端均通过连接铰链与一个缓冲足垫相连接;所述主支腿和辅助支腿的内部均设有铝蜂窝压馈缓冲材料结构。本发明具有结构简单、稳定性好、压溃门限低、不易发生反弹、在弱引力环境下承载能力强等技术特点。

Description

深空弱引力天体附着装置及其构建方法
技术领域
本发明涉及深空天体的着陆技术领域，具体是一种深空弱引力天体附着装置及其构建方法。
背景技术
我国未来小行星伴飞附着探测任务中，探测器将附着到近地小行星上开展科学探测。近地小行星具有质量小、外形不规则等特点，是典型的弱引力天体。弱引力天体的逃逸速度小，要求附着装置快速吸收冲击能量并牢固附着于小行星上，传统的月球着陆、火星着陆装置将不适用于弱引力天体的附着。为此，开展深空弱引力天体附着装置的设计。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种深空弱引力天体附着装置及其构建方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种深空弱引力天体附着装置，包括上框架、下框架、桁架梁以及若干组支腿结构，所述上框架和下框架之间通过桁架梁连接，所述每一组支腿结构均包括主支腿和辅助支腿，其中，所述主支腿的第一端连接在上框架上，所述辅助支腿的第一端连接在下框架上，所述主支腿和辅助支腿的第二端均通过连接铰链与一个缓冲足垫相连接；所述主支腿和辅助支腿的内部均设有铝蜂窝压馈缓冲材料结构。
优选地，所述上框架为三角形结构，所述主支腿为3支，分别固定在三角形结构的三个端角处，所述下框架为六边形结构，所述辅助支腿为6支，分别固定在六边形结构的六个端角处，其中，1支主支腿与2支辅助支腿构成一组支腿结构。
优选地，所述主支腿和辅助支腿均为活塞式结构，所述铝蜂窝压馈缓冲材料结构为多层叠加式结构。
优选地，所述铝蜂窝压馈缓冲材料结构从下至上尺寸规格分别为5×0.03mm、5×0.04mm、4×0.04mm。
优选地，所述主支腿尺寸长为1100mm，外径为120mm，内径100mm。
优选地，所述辅助支腿尺寸长为920mm，外径为60mm，内径50mm。
优选地，所述缓冲足垫尺寸直径为400mm，接触面曲率半径900mm。
优选地，所述连接铰链采用球铰形式。
上述深空弱引力天体附着装置的构建方法，包括以下步骤:
步骤一，完成主支腿装配，将铝蜂窝压馈缓冲材料结构填充到主支腿内部;
步骤二，完成辅助支腿装配，将铝蜂窝压馈缓冲材料结构填充到辅助支腿内部;
步骤三，完成连接铰链装配，然后将缓冲足垫装配到主支腿和辅助支腿的端部;
步骤四，重复步骤一到步骤三，依次装配完成天体附着装置的每一组支腿结构;
步骤五，在步骤四的基础上，将支腿结构通过上、下框架固定连接，完成桁架梁的连接，形成深空弱引力天体附着装置。
本发明提供的深空弱引力天体附着装置及其构建方法，配置了三支主支腿以吸收附着产生的纵向冲击并稳定附着;配置了六支辅助支腿以吸收附着产生的横向冲击;在支腿中填充了压溃门限较低的铝蜂窝缓冲材料，以快速吸收附着弱引力天体时微弱冲击下冲击能量，满足探测器附着于彗星、小行星等弱引力天体的要求，具有结构简单、稳定性好、压溃门限低、不易发生反弹、在弱引力环境下承载能力强等技术特点。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明所述主支腿及辅助支腿的内部结构示意图;
图3为本发明安装于某小行星探测器上的结构示意图;
图中:1为主支腿，2为辅助支腿，3为连接球铰，4为缓冲足垫，5为上框架，6为桁架梁，7为下框架，101为铝蜂窝压馈缓冲材料结构，102为支腿外筒，103为活塞筒，104为支腿内筒。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例提供了一种深空弱引力天体附着装置，包括上框架5、下框架7、桁架梁6以及若干组支腿结构，所述上框架5和下框架7之间通过桁架梁6连接，所述每一组支腿结构均包括主支腿1和辅助支腿2，其中，所述主支腿1的第一端连接在上框架5上，所述辅助支腿2的第一端连接在下框架7上，所述主支腿1和辅助支腿2的第二端均通过连接铰链2与一个缓冲足垫4相连接;所述主支腿1和辅助支腿2的内部均设有铝蜂窝压馈缓冲材料结构101。
进一步地，所述上框架5为三角形结构，所述主支腿1为3支，分别固定在三角形结构的二个端角处，所述下框架7为六边形结构，所述辅助支腿2为6支，分别固定在六边形结构的六个端角处，其中，1支主支腿与2支辅助支腿构成一组支腿结构。
进一步地，所述主支腿1和辅助支腿2均为活塞式结构，所述铝蜂窝压馈缓冲材料结构101为多层叠加式结构。
进一步地，所述铝蜂窝压馈缓冲材料结构101从下至上尺寸规格分别为5×0.03mm、5×0.04mm、4×0.04mm。
进一步地，缓冲足垫4尺寸直径为400mm，接触面曲率半径900mm。
进一步地，主支腿1尺寸长为1100mm，外径为120mm，内径100mm。
进一步地，辅助支腿2尺寸长尺寸长为920mm，外径为60mm，内径50mm。
进一步地，连接铰链3采用球铰形式。
如图2所示，本实施例中，主支腿1和辅支腿2均由支腿外筒102、活塞筒103、支腿内筒104构成，所述铝蜂窝压馈缓冲材料结构101安装于支腿外筒102内部，铝蜂窝压馈缓冲材料通过层叠的形式安装于活塞筒103之间，活塞筒103与支腿外筒104接触作用。
如图3所示，本实施例与小行星探测器采用螺栓连接。
本实施例为满足吸收附着产生的纵向冲击及附着后的稳定性要求，配置了三支主支腿;为满足吸收附着产生的横向冲击的要求，配置了六支辅助支腿;为满足附着弱引力天体时微弱冲击下快速吸收冲击能量的要求，在支腿中填充了压溃门限较低的铝蜂窝缓冲材料。
本实施例提供的深空弱引力天体附着装置，是通过以下构建方法实现的。
一种深空弱引力天体附着装置的构建方法，包括以下步骤:
步骤一，完成主支腿装配，将铝蜂窝压馈缓冲材料结构填充到主支腿内部;
步骤二，完成辅助支腿装配，将铝蜂窝压馈缓冲材料结构填充到辅助支腿内部;
步骤三，完成连接铰链装配，然后将缓冲足垫装配到主支腿和辅助支腿的端部;
步骤四，重复步骤一到步骤三，依次装配完成天体附着装置的每一组支腿结构;
步骤五，在步骤四的基础上，将支腿结构通过上、下框架固定连接，完成桁架梁的连接，形成深空弱引力天体附着装置。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种深空弱引力天体附着装置，其特征在于，包括上框架、下框架、桁架梁以及若干组支腿结构，所述上框架和下框架之间通过桁架梁连接，所述每一组支腿结构均包括主支腿和辅助支腿，其中，所述主支腿的第一端连接在上框架上，所述辅助支腿的第一端连接在下框架上，所述主支腿和辅助支腿的第二端均通过连接铰链与一个缓冲足垫相连接;所述主支腿和辅助支腿的内部均设有铝蜂窝压馈缓冲材料结构。
2.根据权利要求1所述的深空弱引力天体附着装置，其特征在于，所述上框架为三角形结构，所述主支腿为3支，分别固定在三角形结构的三个端角处，所述下框架为六边形结构，所述辅助支腿为6支，分别固定在六边形结构的六个端角处，其中，1支主支腿与2支辅助支腿构成一组支腿结构。
3.根据权利要求1或2所述的深空弱引力天体附着装置，其特征在于，所述主支腿和辅助支腿均为活塞式结构，所述铝蜂窝压馈缓冲材料结构为多层叠加式结构。
4.根据权利要求3所述的深空弱引力天体附着装置，其特征在于，所述铝蜂窝压馈缓冲材料结构从下至上尺寸规格分别为5×0.03mm、5×0.04mm、4×0.04mm。
5.根据权利要求1或2所述的深空弱引力天体附着装置，其特征在于，所述主支腿尺寸长为1100mm，外径为120mm，内径100mm。
6.根据权利要求1或2所述的深空弱引力天体附着装置，其特征在于，所述辅助支腿尺寸长为920mm，外径为60mm，内径50mm。
7.根据权利要求1或2所述的深空弱引力天体附着装置，其特征在于，所述缓冲足垫尺寸直径为400mm，接触面曲率半径900mm。
8.根据权利要求1或2所述的深空弱引力天休附着装置，其特征在于，所述连接铰链采用球铰形式。
9.一种权利要求1至8中任一项所述的深空弱引力天体附着装置的构建方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤一，完成主支腿装配，将铝蜂窝压馈缓冲材料结构填充到主支腿内部;
步骤二，完成辅助支腿装配，将铝蜂窝压馈缓冲材料结构填充到辅助支腿内部;
步骤三，完成连接铰链装配，然后将缓冲足垫装配到主支腿和辅助支腿的端部;
步骤四，重复步骤一到步骤三，依次装配完成天体附着装置的每一组支腿结构;
步骤五，在步骤四的基础上，将支腿结构通过上、下框架固定连接，完成桁架梁的连接，形成深空弱引力天体附着装置。
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