CN109573109B - 一种用于火箭回收的悬吊落体测试装置 - Google Patents

一种用于火箭回收的悬吊落体测试装置 Download PDF

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Abstract

一种用于火箭回收的悬吊落体测试装置，它涉及一种悬吊落体测试装置，以解决现有的火箭着陆支撑机构缺少模拟该着陆支撑机构的运动来验证着陆支撑机构各元器件可靠性的装置的问题。本发明包括支架、斜拉释放机构、连接板、斜拉钢丝绳、平抛释放机构和牵引钢丝绳；斜拉钢丝绳的一端与支架连接，斜拉钢丝绳的另一端与斜拉释放机构连接，斜拉释放机构与连接板铰接，连接板通过牵引钢丝绳与支架连接，连接板上设置有平抛释放机构，平抛释放机构与着陆支撑机构连接，牵引钢丝绳与斜拉钢丝绳呈一定角度设置使着陆支撑机构悬在空中。本发明适用于模拟火箭上着陆支撑机构的运动以验证着陆支撑机构上各元器件的可靠性。

Description

一种用于火箭回收的悬吊落体测试装置
技术领域
本发明涉及一种悬吊落体测试装置，具体涉及一种用于火箭回收的悬吊落体测试装置。
背景技术
商业航天发展前景可观，随着军民融合的进行，我国加快了民营航天的发展速度，目前发射火箭多为一次性使用的，通过研制回收火箭是降低发射成本的有力途径，而火箭着陆支撑机构是可回收火箭的关键技术之一，设计一种具有高可靠性的着陆支撑机构是完成回收工作的前提与保证。当火箭着陆支撑机构完成研制后，需要通过地面试验积累发射数据并验证元器件等选型的可靠性。目前并没有出现一种可以模拟该着陆支撑机构的运动来验证着陆支撑机构各元器件可靠性的装置。
发明内容
本发明为了解决现有的火箭着陆支撑机构缺少模拟该着陆支撑机构的运动来验证着陆支撑机构各元器件可靠性的装置的问题，而提供一种用于火箭回收的悬吊落体测试装置。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
它包括支架、斜拉释放机构、连接板、斜拉钢丝绳、平抛释放机构和牵引钢丝绳；
斜拉钢丝绳的一端与支架连接，斜拉钢丝绳的另一端与斜拉释放机构连接，斜拉释放机构与连接板铰接，连接板通过牵引钢丝绳与支架连接，连接板上设置有平抛释放机构，平抛释放机构与着陆支撑机构连接，牵引钢丝绳与斜拉钢丝绳呈一定角度设置使着陆支撑机构悬在空中。
进一步地，斜拉释放机构包括释放锁、圆柱销、外壳、释放绳和压缩弹簧；
外壳与连接板铰接，外壳上加工有孔，外壳的孔内设置有圆柱销，外壳的孔和圆柱销上分别加工有卡槽，外壳的孔上的卡槽与圆柱销上的卡槽相配合并能容纳释放锁在卡槽内滑动，释放锁的滑动方向与圆柱销的轴线垂直，释放锁设置在外壳内，释放锁上加工有与外壳上的孔相吻合的释放缺口，释放锁上连接有释放绳，释放锁与外壳之间设置有压缩弹簧，释放绳穿过压缩弹簧伸出到外壳的外部。
进一步地，平抛释放机构包括电磁执行机构、卡爪和限位卡板；
电磁执行机构设置在连接板上，电磁执行机构的动作执行端固定有卡爪并能上下移动，限位卡板水平滑动设置在连接板上，卡爪与限位卡板配合；
限位卡板的下方设置有姿态控制机构，姿态控制机构与着陆支撑机构连接。
进一步地，姿态控制机构包括底座、顶板、万向球轴承、支柱、导向轮、六个电机、六个缠绕轮和六根钢丝绳；
顶板与限位卡板固接在一起，顶板上设置有万向球轴承，万向球轴承上的转向钢球与支柱固接，支柱与底座固接在一起，底座上设置有六个导向轮和六个电机，每个电机上设置有一个缠绕轮，每个缠绕轮和每个导向轮相对应，每根钢丝绳的一端缠绕在缠绕轮上，每根钢丝绳的另一端通过导向轮与顶板固接；
底座与着陆支撑机构连接在一起。
进一步地，支架上设置有电机，电机的轴上设置有第一缠绕轮，所述斜拉钢丝绳的一端通过电机上的第一缠绕轮缠绕。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明通过斜拉钢丝绳和牵引钢丝绳将着陆支撑机构吊起，通过释放斜拉钢丝绳实现着陆支撑机构的竖直下落，使着陆支撑机构绕着牵引钢丝绳与支架上的连接点运动，进而使着陆支撑机构获得水平速度，再通过电磁执行机构的动作使卡爪与限位卡板分离，使着陆支撑机构与连接板分离，实现着陆支撑机构着陆的模拟运动，设置姿态控制机构为了使安装时调整着陆支撑机构的姿态位置，使着陆支撑机构在不同角度下下落时，对于研究着陆支撑机构上各元器件的可靠性上有重要的意义。
附图说明
图1是本发明的示意图；
图2是斜拉释放机构2的主视图；
图3是斜拉释放机构2的内部示意图；
图4是斜拉释放机构2的轴测图；
图5是图1的I处局部放大视图；
图6是卡爪5-2和限位卡板5-3的示意图；
图7是电磁执行机构5-1的工作原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1来说明本实施方式，本实施方式它包括支架1、斜拉释放机构2、连接板3、斜拉钢丝绳4、平抛释放机构5和牵引钢丝绳6；
斜拉钢丝绳4的一端与支架1连接，斜拉钢丝绳4的另一端与斜拉释放机构2连接，斜拉释放机构2与连接板3铰接，连接板3通过牵引钢丝绳6与支架1连接，连接板3上设置有平抛释放机构5，平抛释放机构5与着陆支撑机构7连接，牵引钢丝绳6与斜拉钢丝绳4呈一定角度设置使着陆支撑机构7悬在空中。
具体实施方式二：结合图2-图4来说明本实施方式，本实施方式斜拉释放机构2包括释放锁2-1、圆柱销2-2、外壳2-3、释放绳2-4和压缩弹簧2-5；
外壳2-3与连接板3铰接，外壳2-3上加工有孔，外壳2-3的孔内设置有圆柱销2-2，外壳2-3的孔和圆柱销2-2上分别加工有卡槽231，外壳2-3的孔上的卡槽231与圆柱销2-2上的卡槽231相配合并能容纳释放锁2-1在卡槽231内滑动，释放锁2-1的滑动方向与圆柱销2-2的轴线垂直，释放锁2-1设置在外壳2-3内，释放锁2-1上加工有与外壳2-3上的孔相吻合的释放缺口2-1-1，释放锁2-1上连接有释放绳2-4，释放锁2-1与外壳2-3之间设置有压缩弹簧2-5，释放绳2-4穿过压缩弹簧2-5伸出到外壳2-3的外部。
通过拉动释放绳2-4使释放锁2-1上的释放缺口2-1-1与外壳2-3上的孔吻合，使圆柱销2-2从外壳2-3的孔内脱离，使连接板3开始运动。
当释放绳2-4未处于拉动时，释放锁2-1上的释放缺口2-1-1与外壳2-3上的孔错开，使圆柱销2-2卡在外壳2-3的孔内。本发明通过手动拉动释放绳完成了着陆支撑机构7的释放，操作简单快捷。
其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图5-图7来说明本实施方式，本实施方式平抛释放机构5包括电磁执行机构5-1、卡爪5-2和限位卡板5-3；
电磁执行机构5-1设置在连接板3上，电磁执行机构5-1的动作执行端固定有卡爪5-2并能上下移动，限位卡板5-3水平滑动设置在连接板3上，卡爪5-2与限位卡板5-3配合；
限位卡板5-3的下方设置有姿态控制机构9，姿态控制机构9与着陆支撑机构7连接。
在着陆支撑机构7释放前，卡爪5-2与限位卡板5-3配合将着陆支撑机构7限定，当着陆支撑机构7释放后，着陆支撑机构7获得一定的水平速度，电源给电磁执行机构5-1通电产生吸力使卡爪5-2向上移动，使卡爪5-2与限位卡板5-3分离，着陆支撑机构7在重力和水平速度的作用下和连接板3分离。
优选地，电磁执行机构5-1包括壳体511、铁芯512、线圈513和压缩弹簧514；
壳体511固定在连接板3上，壳体511内部设置有铁芯512，铁芯512上缠绕有多匝线圈513，多匝线圈513的两端通过开关与直流电源连接，卡爪5-2滑动设置在壳体511上并能竖直运动，铁芯512与卡爪5-2之间设置有压缩弹簧514。当线圈513与直流电源接通后，产生电磁吸力将卡爪5-2向上吸起，使卡爪5-2与限位卡板5-3分离。
其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图5来说明本实施方式，本实施方式姿态控制机构9包括底座9-1、顶板9-2、万向球轴承9-3、支柱9-4、导向轮9-5、六个缠绕驱动电机9-6、六个缠绕轮9-7和六根钢丝绳9-8；
顶板9-2与限位卡板5-3固接在一起，顶板9-2上设置有万向球轴承9-3，万向球轴承9-3上的转向钢球与支柱9-4固接，支柱9-4与底座9-1固接在一起，底座9-1上设置有六个导向轮9-5和六个缠绕驱动电机9-6，每个缠绕驱动电机9-6上设置有一个缠绕轮9-7，每个缠绕轮9-7和每个导向轮9-5相对应，每根钢丝绳的一端缠绕在缠绕轮9-7上，每根钢丝绳的另一端通过导向轮9-5与顶板9-2固接；
底座9-1与着陆支撑机构7连接在一起。
优选地，相邻两根钢丝绳9-8呈一定角度设置并且其延长线相交，相邻两根钢丝绳9-8呈“八”字形且夹角相等。
通过调整每个缠绕驱动电机9-6来改变缠绕轮9-7到与其对应的钢丝绳9-8与顶板9-2连接点的距离，以实现不同着陆支撑机构7在不同姿态下着落的情况，方便沿着着陆支撑机构7上各元器件的工作的可靠性。
其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1来说明本实施方式，本实施方式支架1上设置有电机8，电机8的轴上设置有第一缠绕轮，所述斜拉钢丝绳4的一端通过电机8上的第一缠绕轮缠绕。
如此设置，方便着陆支撑机构7起吊，改变着陆支撑机构7的高度。
其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1来说明本实施方式，本实施方式所述支架1上设置有限位挡板10，限位挡板10与着陆支撑机构7正对。
对着陆支撑机构7起到限定的作用。
其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图6来说明本实施方式，本实施方式所述卡爪5-2上加工有多个通槽5-2-1，限位卡板5-3上加工有多个凸起5-3-1，每个通槽5-2-1内设置有一个凸起5-3-1。
在释放着陆支撑机构7通过斜拉释放机构2释放前，卡爪5-2上的通槽5-2-1与限位卡板5-3上的凸起5-3-1配合，限制限位卡板5-3的水平移动，当陆支撑机构7释放后获得一定的水平速度后，卡爪5-2在电磁执行机构5-1作用下与限位卡板5-3分离。
其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。

Claims (6)

1.一种用于火箭回收的悬吊落体测试装置，其特征在于：它包括支架(1)、斜拉释放机构(2)、连接板(3)、斜拉钢丝绳(4)、平抛释放机构(5)和牵引钢丝绳(6)；
斜拉钢丝绳(4)的一端与支架(1)连接，斜拉钢丝绳(4)的另一端与斜拉释放机构(2)连接，斜拉释放机构(2)与连接板(3)铰接，连接板(3)通过牵引钢丝绳(6)与支架(1)连接，连接板(3)上设置有平抛释放机构(5)，平抛释放机构(5)与着陆支撑机构(7)连接，牵引钢丝绳(6)与斜拉钢丝绳(4)呈一定角度设置使着陆支撑机构(7)悬在空中；
所述的斜拉释放机构(2)包括释放锁(2-1)、圆柱销(2-2)、外壳(2-3)、释放绳(2-4)和压缩弹簧(2-5)；
外壳(2-3)与连接板(3)铰接，外壳(2-3)上加工有孔，外壳(2-3)的孔内设置有圆柱销(2-2)，外壳(2-3)的孔和圆柱销(2-2)上分别加工有卡槽(231)，外壳(2-3)的孔上的卡槽(231)与圆柱销(2-2)上的卡槽(231)相配合并能容纳释放锁(2-1)在卡槽(231)内滑动，释放锁(2-1)的滑动方向与圆柱销(2-2)的轴线垂直，释放锁(2-1)设置在外壳(2-3)内，释放锁(2-1)上加工有与外壳(2-3)上的孔相吻合的释放缺口(2-1-1)，释放锁(2-1)上连接有释放绳(2-4)，释放锁(2-1)与外壳(2-3)之间设置有压缩弹簧(2-5)，释放绳(2-4)穿过压缩弹簧(2-5)伸出到外壳(2-3)的外部。
2.根据权利要求1所述的一种用于火箭回收的悬吊落体测试装置，其特征在于：平抛释放机构(5)包括电磁执行机构(5-1)、卡爪(5-2)和限位卡板(5-3)；
电磁执行机构(5-1)设置在连接板(3)上，电磁执行机构(5-1)的动作执行端固定有卡爪(5-2)并能上下移动，限位卡板(5-3)水平滑动设置在连接板(3)上，卡爪(5-2)与限位卡板(5-3)配合；
限位卡板(5-3)的下方设置有姿态控制机构(9)，姿态控制机构(9)与着陆支撑机构(7)连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于火箭回收的悬吊落体测试装置，其特征在于：姿态控制机构(9)包括底座(9-1)、顶板(9-2)、万向球轴承(9-3)、支柱(9-4)、导向轮(9-5)、六个缠绕驱动电机(9-6)、六个缠绕轮(9-7)和六根钢丝绳(9-8)；
顶板(9-2)与限位卡板(5-3)固接在一起，顶板(9-2)上设置有万向球轴承(9-3)，万向球轴承(9-3)上的转向钢球与支柱(9-4)固接，支柱(9-4)与底座(9-1)固接在一起，底座(9-1)上设置有六个导向轮(9-5)和六个缠绕驱动电机(9-6)，每个缠绕驱动电机(9-6)上设置有一个缠绕轮(9-7)，每个缠绕轮(9-7)和每个导向轮(9-5)相对应，每根钢丝绳的一端缠绕在缠绕轮(9-7)上，每根钢丝绳的另一端通过导向轮(9-5)与顶板(9-2)固接；
底座(9-1)与着陆支撑机构(7)连接在一起。
4.根据权利要求1所述的一种用于火箭回收的悬吊落体测试装置，其特征在于：支架(1)上设置有电机(8)，电机(8)的轴上设置有第一缠绕轮，所述斜拉钢丝绳(4)的一端通过电机(8)上的第一缠绕轮缠绕。
5.根据权利要求1所述的一种用于火箭回收的悬吊落体测试装置，其特征在于：所述支架(1)上设置有限位挡板(10)，限位挡板(10)与着陆支撑机构(7)正对。
6.根据权利要求2所述的一种用于火箭回收的悬吊落体测试装置，其特征在于：所述卡爪(5-2)上加工有多个通槽(5-2-1)，限位卡板(5-3)上加工有多个凸起(5-3-1)，每个通槽(5-2-1)内设置有一个凸起(5-3-1)。
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