CN112033232A - 一种高精度定位的海上火箭回收装置 - Google Patents

一种高精度定位的海上火箭回收装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高精度定位的海上火箭回收装置,包括移动平台和支撑平台,所述支撑平台中部设置有球形槽,所述球形槽内侧设置有万向球,所述万向球中部设置有通孔,通孔上侧连接有接收管,支撑平台上侧设置有以球形槽为中心的环形槽,环形槽的底部设置有滑槽,滑槽内部滑动有滑块,所述接收管左侧和右侧的滑块上侧均连接有防倒环,防倒环上侧铰接有液压伸缩臂,防倒环上侧左右对称设置有压板,防倒环外侧设置有齿环,所述齿环右侧啮合有齿轮,齿轮下侧连接有电机;本发明通过调节接收管的角度,便于火箭进入到接收管,然后对火箭姿态进行修正最后对火箭进行多级缓冲,从而使降低了火箭回收难度且能够减轻火箭的损害的优点。

Description

一种高精度定位的海上火箭回收装置
技术领域
本发明属于航天器材回收设备技术领域,具体涉及一种高精度定位的海上火箭回收装置。
背景技术
运载火箭是一种航天运载工具,火箭发动机成本6000万美元,发射成本20万美元,目前多数运载火箭都是一次性航天工具,火箭在第一级完成分离后会进入到无人区或空旷海域,不可重复利用,加大了航天研究费用。
在火箭回收的过程中还需要一个精准定位、误差在米以内的导航仪,在我国,这种以RTK,也就是实时动态定位技术为代表的高精度定位也比较成熟,能够为火箭回收进行高精度定位。
如果运载火箭第一级可以在落下的瞬间回收,就可以降低航天研究的成本,各国都在研发火箭回收技术,美国的Space·X公司、蓝色起源公司已经多次成功进行了火箭的回收,例如Space·X公司在其最近几次发射中所采用的火箭回收技术方案是在火箭子级降落过程中,通过主发动机点火实现减速,同时以姿控发动机调整火箭子级的飞行姿态,从而确保火箭以近乎垂直的姿态下落,在下落的子级火箭接近地面时,处于收拢状态的支腿打开,从而使火箭平稳的支撑在着陆表面上,当采用海上降落回收时,通常海浪会造成支撑平台起伏或平台发生倾斜,同时海风也会影响到火箭的着陆姿态,因此使得火箭在海上平台着陆的瞬间倾斜歪倒,从而导致火箭发生爆炸,使得火箭回收失败。
发明内容
本发明的目的是提供一种高精度定位的海上火箭回收装置,通过调节接收管的角度,便于火箭进入到接收管,然后对火箭姿态进行修正最后对火箭进行多级缓冲,从而使降低了火箭回收难度且能够减轻火箭的损害的优点。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高精度定位的海上火箭回收装置,包括移动平台、支撑平台和连接移动平台和支撑平台的支撑架,所述支撑平台中部设置有球形槽,所述球形槽内侧设置有万向球,所述万向球中部设置有通孔,所述通孔上侧连接有接收管,所述接受管上侧设置有接收斗,所述支撑平台上侧设置有以球形槽为中心的环形槽,所述环形槽的底部设置有滑槽,所述滑槽内部前、后、左、右侧均滑动有滑块,所述接收管左侧和右侧的滑块上侧均连接有防倒环,所述防倒环上侧铰接有液压伸缩臂,所述液压伸缩臂上端铰接于接收斗的上部,所述防倒环上侧左右对称设置有压板,所述防倒环外侧设置有齿环,所述齿环右侧啮合有齿轮,所述齿轮下侧连接有电机,所述移动平台中部下侧与通孔对应的位置固定有摩擦管,所述摩擦管内侧滑动有缓冲管,所述缓冲管下部外侧均设有若干个挂环,所述挂环外侧连接有阻拦索组件,所述缓冲管的下侧均匀铰接有若干个斜杆,所述斜杆下端铰接有水平杆,所述水平杆外部滑动连接有滑管,所述水平杆的外端连接有缓冲弹簧,所述缓冲管的下方设置有固定于移动平台上方的吸能台。
进一步地,所述接收斗为漏斗形。
进一步地,所述压板通过螺栓固定于支撑平台上侧。
进一步地,所述摩擦管的内侧和缓冲管的外侧均设置有摩擦层,所述摩擦层采用制动瓦材料或石英砂材料制成。
进一步地,所述阻拦索组件包括壳体和定滑轮,以及设置于壳体内部阻拦电机、卷筒和缠绕于卷筒外侧的钢丝绳,所述钢丝绳绕过定滑轮与挂环固定连接,所述阻拦电机驱动卷筒旋转。
进一步地,所述缓冲弹簧设置于滑管内侧,所述滑管和缓冲弹簧的外端固定于支撑架上。
进一步地,所述吸能台采用泡沫铝材料制成。
进一步地,所述摩擦管上部设置有固定架,所述固定架外侧固定于支撑架上,所述阻拦索组件的壳体固定于固定架下侧,所述定滑轮安装于固定架下侧。
进一步地,所述接收管、接收斗、缓冲管以及万向球均为耐高温材料。
本发明的有益效果如下:
本发明通过设置电机、齿轮和齿环能够带动防倒环的旋转,从而实现接受管的旋转,通过液压伸缩臂的伸缩实现了接收管的角度的调节,在旋转和角度调节的过程中,球形槽始终对万向球起到支撑的作用,且这种支撑稳定可靠,从而便于火箭进入到接收管中,这种方式克服了传统方式只能够调节火箭的姿态的方式进行着陆回收,当遇到海风或海浪较大等恶劣天气时,多件姿态调节难度增大,以及火箭回收平台因海浪较大而晃动剧烈的情况出现时回收失败的情况,同时通过设置摩擦管能够对缓冲管起到摩擦缓冲的效果,通过阻拦索组件,能够对缓冲管起到减速阻拦的作用,通过设置斜杆、水平杆和缓冲弹簧,对缓冲管起到缓冲减速的作用,从而实现了对进入到缓冲管中的火箭起到多重缓冲,从而能在最大程度降低火箭的损毁率,同时通过设置吸能台,能够在缓冲管与吸能台接触的瞬间不会弹起,火箭通常在着陆的瞬间,会产生一个反弹力,从而将火箭弹起,通常弹起的过程中也会增加火箭的损毁率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的局部放大图A。
图3为本发明的球形槽和万向球的结构示意图。
图中:1、移动平台,2、支撑平台,3、支撑架,4、球形槽,5、万向球,6、通孔,7、接收管,8、液压伸缩臂,9、接收斗,10、环形槽,11、滑槽,12、滑块,13、防倒环,14、压板,15、齿环,16、齿轮,17、电机,18、摩擦管,19、缓冲管,20、挂环,21、阻拦索组件,22、斜杆,23、水平杆,24、滑管,25、缓冲弹簧,26、吸能台,27、火箭,28、固定架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例,参阅图1-3,本实施例提供一种高精度定位的海上火箭回收装置,包括移动平台1、支撑平台2和连接移动平台1和支撑平台2的支撑架3,所述支撑平台2中部设置有球形槽4,所述球形槽4内侧设置有万向球5,所述万向球5中部设置有通孔6,所述通孔6上侧连接有接收管7,所述接受管上侧设置有接收斗9,所述支撑平台2上侧设置有以球形槽4为中心的环形槽10,所述环形槽10的底部设置有滑槽11,所述滑槽11内部前、后、左、右侧均滑动有滑块12,所述接收管7左侧和右侧的滑块12上侧均连接有防倒环13,所述防倒环13上侧铰接有液压伸缩臂8,所述液压伸缩臂8上端铰接于接收斗9的上部,所述防倒环13上侧左右对称设置有压板14,所述防倒环13外侧设置有齿环15,所述齿环15右侧啮合有齿轮16,所述齿轮16下侧连接有电机17,所述移动平台2中部下侧与通孔6对应的位置固定有摩擦管18,所述摩擦管18内侧滑动有缓冲管19,所述缓冲管19下部外侧均设有若干个挂环20,所述挂环20外侧连接有阻拦索组件21,所述缓冲管19的下侧均匀铰接有若干个斜杆22,所述斜杆22下端铰接有水平杆23,所述水平杆263外部滑动连接有滑管24,所述水平杆23的外端连接有缓冲弹簧25,所述缓冲管19的下方设置有固定于移动平台2上方的吸能台26。
为了便于火箭27通过接收斗9进入到接收管7中,本实施例中,进一步地,所述接收斗9为漏斗形。
为了能够通过压板14将防倒环13进行限位,从而避免防倒环倾倒,保证防倒环13的稳定旋转,本实施例中,进一步地,所述压板14通过螺栓固定于支撑平台2上侧。
为了能够通过摩擦管18和缓冲管19之间的摩擦层产生摩擦,对缓冲管19内的火箭27进行初级缓冲减速,本实施例中,进一步地,所述摩擦管18的内侧和缓冲管19的外侧均设置有摩擦层,所述摩擦层采用制动瓦材料或石英砂材料制成。
为了通过阻拦索组件21实现对缓冲管19的缓冲阻拦,本实施例中,进一步地,所述阻拦索组件21包括壳体和定滑轮,以及设置于壳体内部阻拦电机、卷筒和缠绕于卷筒外侧的钢丝绳,所述钢丝绳绕过定滑轮与挂环固定连接,所述阻拦电机驱动卷筒旋转。
为了能够将缓冲弹簧25进行固定,从而通过缓冲弹簧25实现缓冲效果,本实施例中,进一步地,所述缓冲弹簧25设置于滑管24内侧,所述滑管24和缓冲弹簧25的外端固定于支撑架3上。
为了通过吸能台26上的泡沫铝吸收缓冲管19下壁与吸能台26接触的瞬件产生的回弹力,从而避免火箭27被弹起,而增加火箭27的损耗率,本实施例中,进一步地,所述吸能台26采用泡沫铝材料制成。
为了能够通过固定架将摩擦管18进行固定,本实施例中,进一步地,所述摩擦管18上部设置有固定架28,所述固定架28外侧固定于支撑架3上,所述阻拦索组件21的壳体固定于固定架28下侧,所述定滑轮安装于固定架28下侧。
为了避免火箭27回收的过程中产生的高温对接收管7、接收斗9、缓冲管19以及万向球5造成高温损伤,本实施例中,进一步地,所述接收管7、接收斗9、缓冲管19以及万向球5均为耐高温材料。
本发明的工作原理:首先根据火箭27进入到支撑平台2的上方时,根据火箭27的倾斜角度,调节接收管7的倾斜角度,在调节的过程中,同时启动液压伸缩臂8和电机17,电机7带动齿轮16旋转,齿轮16带动齿环15旋转,齿环15带动防倒环13旋转,防倒环13带动滑块12在滑槽11内侧滑动,防倒环13带动液压伸缩臂8旋转,两个液压伸缩器8相互配合,两个液压伸缩臂8为统一规格,两个液压伸缩臂8伸缩方向相反,从而调节接收管7的倾斜角度,这种方式通过调节接收管7来进行适应火箭27的飞行角度,能够适应海上有海风和海浪的天气,使得火箭27回收的成功率更高,避免了火箭27受到风力或海浪的影响而无法成功着陆回收,当火箭27进入到接收管7中时,再次启动液压伸缩臂8,将液压伸缩臂8调整到竖直状态,火箭27将通过万向球5的通孔6进入到缓冲管19中,然后带动缓冲管19向下移动,缓冲管19与摩擦管18摩擦减速,同时,阻拦索组件21和缓冲弹簧25对缓冲管19进行减速缓冲,能够最大程度上保护火箭27,降低火箭27的损毁率,同时,通过设置吸能台26,能够吸收缓冲管19与吸能台26接触时的能量,避免了缓冲管19内侧的火箭27反弹,从而避免火箭27反弹时损坏,本发明能够在复杂的天气中对火箭27进行回收,同时能够对火箭27提供缓冲保护,以及防反弹保护,从而降低了火箭27的损毁率,提高了火箭27回收后的利用和使用效率。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种高精度定位的海上火箭回收装置,包括移动平台、支撑平台和连接移动平台和支撑平台的支撑架,其特征在于:所述支撑平台中部设置有球形槽,所述球形槽内侧设置有万向球,所述万向球中部设置有通孔,所述通孔上侧连接有接收管,所述接受管上侧设置有接收斗,所述支撑平台上侧设置有以球形槽为中心的环形槽,所述环形槽的底部设置有滑槽,所述滑槽内部前、后、左、右侧均滑动有滑块,所述接收管左侧和右侧的滑块上侧均连接有防倒环,所述防倒环上侧铰接有液压伸缩臂,所述液压伸缩臂上端铰接于接收斗的上部,所述防倒环上侧左右对称设置有压板,所述防倒环外侧设置有齿环,所述齿环右侧啮合有齿轮,所述齿轮下侧连接有电机,所述移动平台中部下侧与通孔对应的位置固定有摩擦管,所述摩擦管内侧滑动有缓冲管,所述缓冲管下部外侧均设有若干个挂环,所述挂环外侧连接有阻拦索组件,所述缓冲管的下侧均匀铰接有若干个斜杆,所述斜杆下端铰接有水平杆,所述水平杆外部滑动连接有滑管,所述水平杆的外端连接有缓冲弹簧,所述缓冲管的下方设置有固定于移动平台上方的吸能台。
2.如权利要求1所述的高精度定位的海上火箭回收装置,其特征在于:所述接收斗为漏斗形。
3.如权利要求1所述的高精度定位的海上火箭回收装置,其特征在于:所述压板通过螺栓固定于支撑平台上侧。
4.如权利要求1所述的高精度定位的海上火箭回收装置,其特征在于:所述摩擦管的内侧和缓冲管的外侧均设置有摩擦层,所述摩擦层采用制动瓦材料或石英砂材料制成。
5.如权利要求1所述的高精度定位的海上火箭回收装置,其特征在于:所述阻拦索组件包括壳体和定滑轮,以及设置于壳体内部阻拦电机、卷筒和缠绕于卷筒外侧的钢丝绳,所述钢丝绳绕过定滑轮与挂环固定连接,所述阻拦电机驱动卷筒旋转。
6.如权利要求1所述的高精度定位的海上火箭回收装置,其特征在于:所述缓冲弹簧设置于滑管内侧,所述滑管和缓冲弹簧的外端固定于支撑架上。
7.如权利要求1所述的高精度定位的海上火箭回收装置,其特征在于:所述吸能台采用泡沫铝材料制成。
8.如权利要求1所述的高精度定位的海上火箭回收装置,其特征在于:所述摩擦管上部设置有固定架,所述固定架外侧固定于支撑架上,所述阻拦索组件的壳体固定于固定架下侧,所述定滑轮安装于固定架下侧。
9.如权利要求1所述的高精度定位的海上火箭回收装置,其特征在于:所述接收管、接收斗、缓冲管以及万向球均为耐高温材料。
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