CN103323202B - 一种可调角度式着陆器落锤冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调角度式着陆器落锤冲击试验装置，是由台架、提升装置、油缸、释放装置、配重砝码、锤架、导轨、缓冲腿角度调整装置、缓冲腿、足垫、土槽、砧板和数据采集系统组成，本发明通过控制高度来实现不同的冲击速率、通过配重砝码来控制冲击能量，通过螺钉限位来实现缓冲腿足垫冲击模拟月壤时的不同角度，通过使用不同直径大小铝管作为缓冲材料，较真实的反应了着陆器冲击试验条件；简单、方便、安全地获得冲击过程中足垫与模拟月壤相互作用的动力特性。<!--1-->

Description

一种可调角度式着陆器落锤冲击试验装置

技术领域

本发明涉及一种可调角度式着陆器落锤冲击试验装置，该装置可用于测得着陆器足垫冲击模拟月壤力学性能参数。

背景技术

月球探测的研究发展离不开着陆探测器的着陆，而其自身的安全性、稳定性是保证着陆器成功着陆的重要保证。着陆器在着陆过程中，考虑月球表面形态的不平整性及着陆器下降过程的导航准确性，足垫在接触月壤时，并不总是垂直接触月壤，因此着陆器足垫与月壤相互作用的力学特性是试验研究的重点。目前，国内外研究机械与模拟月壤相互作用的较多，包括模拟月壤的承压、直剪以及垂直方向下冲击月壤的研究。而研究足垫以一定角度冲击月壤的装置较少，因此，对足垫以不同角度冲击模拟月壤力学性能的研究对着陆器稳定性问题的研究起着至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有着陆器足垫以一定角度冲击模拟月壤力学特性测试的问题，而提供一种可调角度式着陆器落锤冲击试验装置，该装置可用于测得着陆器足垫冲击模拟月壤力学性能参数。

本发明是由台架、提升装置、横梁、油缸、释放装置、配重砝码、缓冲腿角度调节装置、缓冲腿、支柱、导轨、土槽、砧板、数据采集器和计算机组成，其中台架、横梁、导轨、支柱组成整体构架，提升装置置于横梁上，由电机控制实现落锤大载荷下的轻易提升；提升装置的钢丝绳索直接连接在油缸上，通过油缸与释放装置的控制来实现缓冲腿的下落冲击，油缸由缸筒、活塞杆和导向套组成，油缸连接在释放装置上，释放装置是由外筒、中筒、内筒、钢珠和底板组成，释放时，活塞杆向下推动中筒，当中筒的内凹槽与内筒装有钢珠的凹槽对应时，钢珠不再对落锤架起束缚作用，以此实现落锤架的缓冲腿足垫的下落冲击；缓冲腿角度调整装置是由释放装置连接架、缓冲腿连杆、配重砝码、落锤架、缓冲腿连接架、限位螺钉、缓冲腿组成，缓冲腿连接架和落锤架由螺钉将配重砝码和缓冲腿连接架固定，其中缓冲腿下落冲击的角度，靠限位螺钉的旋入深度来使缓冲腿连杆向内部倾斜。缓冲腿是由外筒、缓冲材料、活塞、支柱轴承、活塞连杆、足垫和传感器组成，支柱轴承固定在外筒下端，缓冲材料置于外筒中，活塞位于缓冲材料下方的外筒中，活塞连杆固定在活塞下部并从支柱轴承中伸出，活塞连杆的下端固定足垫，传感器设置在足垫上，传感器与数据采集器连接，计算机和数据采集器连接。

土槽放在具有降噪的砧板上，土槽中装有模拟月壤。

本发明具有以下有益效果：本发明通过控制高度来实现不同的冲击速率、通过配重砝码来控制冲击能量，通过螺钉限位来实现缓冲腿足垫冲击模拟月壤时的不同角度，通过使用不同直径大小铝管作为缓冲材料，较真实的反应了着陆器冲击试验条件。简单、方便、安全地获得冲击过程中足垫与模拟月壤相互作用的动力特性。为缓冲器着陆的研究提供参考。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是图1中的液缸和释放装置的放大示意图。

图3是图1中缓冲腿连接装置的放大示意图。

图4是图1中缓冲腿的放大示意图。

具体实施方式

请参阅图1、图2、图3和图4所示，本实施例是由台架12、提升装置1、横梁2、油缸3、释放装置4、配重砝码5、缓冲腿角度调整装置6、缓冲腿7、支柱8、导轨9、土槽10、砧板11、数据采集器13和计算机14组成，其中台架12、横梁2、导轨9、支柱8组成整体构架，提升装置1置于横梁2上，由电机控制实现落锤大载荷下的轻易提升；提升装置1的钢丝绳索直接连接在油缸3上，通过油缸3与释放装置4的控制来实现缓冲腿7的下落冲击，油缸3由缸筒15、活塞杆16和导向套17组成，油缸3连接在释放装置4上，释放装置4是由外筒18、中筒19、内筒20、钢珠21和底板22组成，释放时，活塞杆16向下推动中筒19，当中筒19的内凹槽与内筒20装有钢珠21的凹槽对应时，钢珠21不再对释放装置连接架23起束缚作用，以此实现缓冲腿7足垫34的下落冲击；缓冲腿角度调整装置6是由释放装置连接架23、缓冲腿连杆24、配重砝码25、落锤架26、缓冲腿连接架27和限位螺钉28组成，其中释放装置连接架23和落锤架26通过螺钉将配重砝码和缓冲腿连接架27固定，将缓冲腿7连接在缓冲腿连接架27连杆上，其中缓冲腿7下落冲击的角度，靠限位螺钉28的旋入深度来使缓冲腿连杆24向内部倾斜。如图3所示，缓冲腿7是由外筒29、缓冲材料30、活塞31、支柱轴承32、活塞连杆33、足垫34和传感器35组成，支柱轴承32固定在外筒29下端，缓冲材料30置于外筒29中，活塞31位于缓冲材料30下方的外筒29中，活塞连杆33固定在活塞31下部并从支柱轴承32中伸出，活塞连杆33的下端固定足垫34，传感器35安装在足垫34上，传感器35与数据采集器13连接，计算机14和数据采集器13连接。

土槽10放在具有降噪的砧板11上，土槽10中装有模拟月壤。

活塞31可在外筒29中自由滑动，保证活塞连杆33沿固定方向移动。缓冲材料30可根据试验要求选用不同直径、不同长度的铝管互相嵌套使用、也可使用铝蜂窝材料，试验过程中将其直接装入外筒29中即可。传感器35可根据需要安装在足垫34上，并将其与数据采集器13连接，以实现数据的采集。土槽10放在具有降噪的砧板11上，土槽10可根据试验条件装入不同要求的模拟月壤。

本发明的试验过程如下：

1、按要求整备土槽内模拟月壤。

2．按要求将缓冲材料装入缓冲腿。

3．将缓冲腿通过连接架固定在落锤架上，并按试验要求调整好配重砝码以及下落高度和角度。

4.在足垫上安装已标定好的传感器，并开起数据采集系统。

5.释放缓冲腿，保存数据。

6.进行重复试验、分析数据。

本发明的工作原理：

本发明在落锤试验台上搭载缓冲腿、土槽及数据采集器构成可调角度式着陆器落锤冲击试验装置。通过电机来实现重锤的提升、通过液压缸来触发释放装置将着陆器重锤释放，通过螺钉限位来实现下落角度的调整。该设备操作简单、具有较高的安全性，数据采集稳定可重复性高。适用于对着陆器缓冲腿冲击模拟月壤力学性能参数的测试。

Claims (1)

1.一种可调角度式着陆器落锤冲击试验装置，其特征在于：是由台架（12）、提升装置（1）、横梁（2）、油缸（3）、释放装置（4）、配重砝码（5）、缓冲腿角度调整装置（6）、缓冲腿（7）、支柱（8）、导轨（9）、土槽（10）、砧板（11）、数据采集器（13）和计算机（14）组成，其中台架（12）、横梁（2）、导轨（9）、支柱（8）组成整体构架，提升装置（1）置于横梁（2）上，由电机控制实现落锤大载荷下的轻易提升；提升装置（1）的钢丝绳索直接连接在油缸（3）上，通过油缸（3）与释放装置（4）的控制来实现缓冲腿（7）的下落冲击，油缸（3）由缸筒（15）、活塞杆（16）和导向套（17）组成，油缸（3）连接在释放装置（4）上，释放装置（4）是由外筒（18）、中筒（19）、内筒（20）、钢珠（21）和底板（22）组成，释放时，活塞杆（16）向下推动中筒（19），当中筒（19）的内凹槽与内筒（20）装有钢珠（21）的凹槽对应时，钢珠（21）不再对释放装置连接架（23）起束缚作用，以此实现缓冲腿（7）足垫（34）的下落冲击；缓冲腿角度调整装置（6）是由释放装置连接架（23）、缓冲腿连杆（24）、配重砝码（25）、落锤架（26）、缓冲腿连接架（27）和限位螺钉（28）组成，其中释放装置连接架（23）和落锤架（26）通过螺钉将配重砝码和缓冲腿连接架（27）固定，将缓冲腿（7）连接在缓冲腿连接架（27）连杆上，其中缓冲腿（7）下落冲击的角度，靠限位螺钉（28）的旋入深度来使缓冲腿连杆（24）向内部倾斜；缓冲腿（7）是由外筒（29）、缓冲材料（30）、活塞（31）、支柱轴承（32）、活塞连杆（33）、足垫（34）和传感器（35）组成，支柱轴承（32）固定在外筒（29）下端，缓冲材料（30）置于外筒（29）中，活塞（31）位于缓冲材料（30）下方的外筒（29）中，活塞连杆（33）固定在活塞（31）下部并从支柱轴承（32）中伸出，活塞连杆（33）的下端固定足垫（34），传感器（35）安装在足垫（34）上，传感器（35）与数据采集器（13）连接，计算机（14）和数据采集器（13）连接；土槽（10）放在具有降噪的砧板（11）上，土槽（10）中装有模拟月壤。