CN114132532B - 一种用于回收火箭的着陆腿机构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于回收火箭的着陆腿机构，包括箭上安装支座和多个着陆腿装置，箭上安装支座固定在火箭的底部，多个着陆腿装置均匀间隔开固定在箭上安装支座上；着陆腿装置包括顶板、底板、缓冲弹簧和阻尼缓冲机构；顶板固定在箭上安装支座上；缓冲弹簧的顶端与顶板固定连接，底端与底板固定连接；阻尼缓冲机构的顶端与顶板固定连接，底端与底板固定连接。本申请火箭在着陆时通过四个着陆腿与地面接触,着陆腿结构结构紧凑，具备良好的缓冲和减震能力，同时耐高温环境。

Description

一种用于回收火箭的着陆腿机构

技术领域

本申请涉及回收火箭技术领域，尤其涉及一种用于回收火箭的着陆腿机构。

背景技术

回收火箭的着陆腿是火箭装置在降落地面时起减震和支撑作用的一种装置。该装置位于火箭最下端，需要承受火箭降落时的反向冲击力，同时需要具备减震能力和耐高温能力。

目前常见的回收火箭着陆腿装置为“蚱蜢腿”，该装置为连杆支撑结构，具备支撑和缓冲作用，但减震效果不好，同时结构尺寸较大，不利于精简火箭结构。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于回收火箭的着陆腿机构，火箭在着陆时通过四个着陆腿与地面接触,着陆腿结构结构紧凑，具备良好的缓冲和减震能力，同时耐高温环境。

为达到上述目的，本申请提供一种用于回收火箭的着陆腿机构，包括箭上安装支座和多个着陆腿装置，所述箭上安装支座固定在火箭的底部，多个所述着陆腿装置均匀间隔开固定在所述箭上安装支座上；所述着陆腿装置包括顶板、底板、缓冲弹簧和阻尼缓冲机构；所述顶板固定在所述箭上安装支座上；所述缓冲弹簧的顶端与所述顶板固定连接，底端与所述底板固定连接；所述阻尼缓冲机构的顶端与所述顶板固定连接，底端与所述底板固定连接。

如上的，其中，所述箭上安装支座包括箭上固定环和多个着陆腿支座；所述箭上固定环固定套设在火箭的底部；所述着陆腿支座固定在所述箭上固定环上，多个所述着陆腿支座沿所述箭上固定环的圆周方向均匀间隔开设置。

如上的，其中，所述着陆腿装置还包括收缩套管，所述收缩套管的顶端与所述顶板固定连接，底端与所述底板固定连接；且所述收缩套管套设在所述缓冲弹簧和所述阻尼缓冲机构的外部。

如上的，其中，所述缓冲弹簧包括多个，多个所述缓冲弹簧均匀分布在所述阻尼缓冲机构的周侧。

如上的，其中，所述阻尼缓冲机构包括：多层活塞缸、多层活塞套筒和粘性阻尼液体，所述粘性阻尼液体设置在所述多层活塞套筒内，所述多层活塞缸伸入所述多层活塞套筒内。

如上的，其中，所述多层活塞缸的内部为空腔，所述多层活塞套筒的内部为第一空腔，所述多层活塞缸的内部为第二空腔，所述粘性阻尼液体分布在多层活塞缸的第二空腔内和所述多层活塞套筒的第一空腔内。

如上的，其中，所述多层活塞缸包括平行设置的第一层活塞缸、第二层活塞缸和第三层活塞缸，所述第一层活塞缸设置在所述第二层活塞缸的外侧，所述第二层活塞缸设置在所述第三层活塞缸的外侧。

如上的，其中，所述多层活塞套筒包括平行设置的第一层活塞套筒、第二层活塞套筒和第三层活塞套筒，所述第一层活塞套筒设置在所述第二层活塞套筒的外侧，所述第二层活塞套筒设置在所述第三层活塞套筒的外侧；所述第一层活塞缸、所述第二层活塞缸和所述第三层活塞缸分别伸入所述第一层活塞套筒、所述第二层活塞套筒和所述第三层活塞套筒内。

如上的，其中，所述第一层活塞缸、所述第二层活塞缸和所述第三层活塞缸的外周侧均固定有多个凸出圆环，所述凸出圆环沿平行于所述第一层活塞缸的方向开设有通孔。

如上的，其中，所述第三层活塞缸的顶部开设有第一透气孔；所述第一透气孔连通所述第二层活塞缸和所述第三层活塞缸；所述第三层活塞套筒的底部开设有第二透气孔，所述第二透气孔连通所述第二层活塞套筒和所述第三层活塞套筒。

本申请实现的有益效果如下：

(1)本申请火箭在着陆时通过四个着陆腿与地面接触,着陆腿结构结构紧凑，具备良好的缓冲和减震能力，同时耐高温环境。

(2)本申请着陆腿装置运用了胡克原理，利用多根支撑弹簧可以起到很好的支撑和缓冲作用。

(3)本申请着陆腿装置运用了阻尼减震原理，其中上下多层活塞结构能够将粘性阻尼液体挤压流动，在多层活塞套筒的往复运动中产生强大的阻尼作用，进而使冲击载荷产生的动能通过阻尼作用转变为热能而耗散掉(衰减)，能够很好的起到减震作用。

(4)本申请着陆腿装置中的粘性阻尼液体为二甲基硅油，该液体是无色透明液体，具备极高的黏度和良好的耐高温性能。

(5)本申请收缩套管采用耐高温可收缩材料制成，具有耐高温可收缩的特点，保证着陆腿装置的独立性和密封性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的一种用于回收火箭的着陆腿机构与火箭连接的结构示意图。

图2为本申请实施例的箭上安装支座的结构示意图。

图3为本申请实施例的一种用于回收火箭的着陆腿机构的内部结构示意图。

图4为本申请实施例的一种用于回收火箭的着陆腿机构的横剖结构示意图。

附图标记：1-箭上安装支座；2-着陆腿装置；11-箭上固定环；12-着陆腿支座；21-顶板；22-底板；23-缓冲弹簧；24-阻尼缓冲机构；25-收缩套管；31-第一透气孔；32-第二透气孔；33-凸出圆环；34-第一空腔；35-第二空腔；43-第一层活塞缸；44-第二层活塞缸；45-第三层活塞缸；46-第一层活塞套筒；47-第二层活塞套筒；48-第三层活塞套筒；241-多层活塞缸；242-多层活塞套筒；331-椭圆孔；332-圆形孔。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

如图1-3所示，本申请提供一种用于回收火箭的着陆腿机构，包括箭上安装支座1和多个着陆腿装置2，箭上安装支座1固定在火箭的底部，多个着陆腿装置2均匀间隔开固定在箭上安装支座1上；着陆腿装置2包括顶板21、底板22、缓冲弹簧23和阻尼缓冲机构24；顶板21固定在箭上安装支座1上；缓冲弹簧23的顶端与顶板21固定连接，底端与底板22固定连接；阻尼缓冲机构24的顶端与顶板21固定连接，底端与底板22固定连接。

作为本发明的具体实施例，当火箭着陆时，着陆腿装置2的底部支撑在地面上，着陆腿装置2的顶部支撑火箭，缓冲弹簧23不断地伸缩，提供火箭着陆过程中的支撑力和缓冲力，阻尼缓冲机构24运用了阻尼减震原理，其中上下多层活塞结构能够将粘性阻尼液体挤压流动，在多层活塞套筒242的往复运动中产生强大的阻尼作用，进而使火箭降落时的冲击载荷产生的动能通过阻尼作用转变为热能而耗散掉(衰减)，能够很好的起到减震作用。

如图2所示，箭上安装支座1包括箭上固定环11和多个着陆腿支座12；箭上固定环11固定套设在火箭的底部；着陆腿支座12固定在箭上固定环11上，多个着陆腿支座12沿箭上固定环11的圆周方向均匀间隔开设置。箭上安装支座1的主要作用是提供着陆腿装置2的安装位置，保证着陆腿装置2与箭体连接牢固紧密，箭上安装支座1与着陆腿装置2通过螺栓固定连接。箭上安装支座1具有结构简单紧凑和连接牢固紧密的特点。

如图3所示，着陆腿装置2还包括收缩套管25，收缩套管25的顶端与顶板21固定连接，底端与底板22固定连接；且收缩套管25套设在缓冲弹簧23和阻尼缓冲机构24的外部，收缩套管25具有可收缩性。

作为本发明的具体实施例，收缩套管25为柱状，收缩套管25可以是圆柱状，也可以是四方形立柱，并不限制收缩套管25的具体形状。

优选的，顶板21和底板22的形状均为正方形，收缩套管25的横截面形状也为正方形，顶板21和底板22密封固定连接在收缩套管25两端。

作为本发明的具体实施例，收缩套管25采用耐高温可收缩材料制成，具有耐高温可收缩的特点，保证着陆腿装置2的独立性和密封性。例如，收缩套管25采用波纹管材料制成。

作为本发明的具体实施例，缓冲弹簧23包括多个，多个缓冲弹簧23均匀分布在阻尼缓冲机构24的周侧。优选的，缓冲弹簧23包括四根，四根缓冲弹簧23对称间隔开设置在阻尼缓冲机构24的四周，四根缓冲弹簧23可以对火箭的着陆起到很好的支撑和缓冲作用。

如图3和图4所示，阻尼缓冲机构24包括：多层活塞缸241、多层活塞套筒242和粘性阻尼液体，粘性阻尼液体设置在多层活塞套筒242内，多层活塞缸241伸入多层活塞套筒242内，多层活塞缸241和多层活塞套筒242沿着火箭着陆的方向上下设置，多层活塞套筒242套设在多层活塞缸241外周侧。

如图3所示，多层活塞套筒242的内部为第一空腔34，第一空腔34沿着多层活塞套筒242的长度方向开设，第一空腔34用于容纳粘性阻尼液体，第一空腔34还用于伸入多层活塞缸241。多层活塞缸241的内部为第二空腔35，第二空腔35内部用于容纳粘性阻尼液体。粘性阻尼液体分布在多层活塞缸241的第二空腔35内和多层活塞套筒242的第一空腔34内，火箭着陆时，多层活塞缸241在多层活塞套筒242内做上下往复运动时，粘性阻尼液体粘在多层活塞缸241和多层活塞套筒242的内壁，产生强大的阻尼力，进而使火箭着陆时的冲击载荷产生的动能通过粘性阻尼液体的阻尼作用转变为热能而耗散掉，冲击载荷衰减消耗掉，从而保证火箭的安全稳定着陆。

如图3和图4所示，多层活塞缸241包括平行设置的第一层活塞缸43、第二层活塞缸44和第三层活塞缸45，第一层活塞缸43设置在第二层活塞缸44的外侧，第二层活塞缸44设置在第三层活塞缸45的外侧。

如图3和图4所示，多层活塞套筒242包括平行设置的第一层活塞套筒46、第二层活塞套筒47和第三层活塞套筒48，第一层活塞套筒46设置在第二层活塞套筒47的外侧，第二层活塞套筒47设置在第三层活塞套筒48的外侧；第一层活塞缸43、第二层活塞缸44和第三层活塞缸45分别伸入第一层活塞套筒46、第二层活塞套筒47和第三层活塞套筒48内。

优选的，初始状态下，粘性阻尼液体分布在第一层活塞套筒46、第二层活塞套筒47和第三层活塞套筒48的第一空腔34内部。

作为本发明的具体实施例，第一层活塞套筒46和第二层活塞套筒47之间形成容纳第一层活塞缸43的空腔；第二层活塞套筒47和第三层活塞套筒48之间形成容纳第二层活塞缸44的空腔；第三层活塞套筒48内部具有容纳第三层活塞缸45的空腔。

如图3和图4所示，第一层活塞缸43、第二层活塞缸44和第三层活塞缸45的外周侧均固定有多个凸出圆环33，凸出圆环33沿平行于第一层活塞缸43的方向开设有通孔，通孔可让粘性阻尼液体流通。通孔的形状可以为任意形状，个数不限制。优选的，通孔的形状为圆形或椭圆形。

如图4所示，凸出圆环33上开设有椭圆孔331和圆形孔332。

作为本发明的具体实施例，第一层活塞缸43外壁沿其长度方向间隔开设置多个凸出圆环33。第二层活塞缸44外壁沿其长度方向间隔开设置多个凸出圆环33。第三层活塞缸45外壁沿其长度方向间隔开设置多个凸出圆环33。

如图3所示，第三层活塞缸45的顶部开设有第一透气孔31；第一透气孔31用于排出第三层活塞缸45内的空气，第一透气孔31连通第二层活塞缸44和第三层活塞缸45；第三层活塞套筒48的底部开设有第二透气孔32，第二透气孔32用于排出第三层活塞套筒48内的空气，第二透气孔32连通第二层活塞套筒47和第三层活塞套筒48。

作为本发明的具体实施例，粘性阻尼液体为二甲基硅油，该液体是无色透明液体，具备极高的黏度和良好的耐高温性能。

作为本发明的具体实施例，火箭着陆时，首先通过缓冲弹簧23提供缓冲力，然后在阻尼缓冲机构24的粘性阻尼液体的阻尼力作用下提供缓冲作用，然后进行往复向下-向上的运动过程，在缓冲弹簧23的向上的弹力作用下，多层活塞缸241相对于多层活塞套筒242向上运动，粘性阻尼液体向下流动，粘性阻尼液体具有较大的粘性，粘性阻尼液体粘在多层活塞缸241和多层活塞套筒242的内壁，提供缓冲作用。

其中，粘性阻尼液体的填充量根据实际情况(考虑回收火箭的降落的冲击力)进行设定。

作为本发明的具体实施例，火箭着陆时，阻尼缓冲机构24在受到冲击载荷作用下能够做上下往复运动，在往复运动过程中多层活塞缸241挤压多层活塞套筒242内的粘性阻尼液体，使粘性阻尼液体在多层活塞缸241与多层活塞套筒242之间的缝隙和多层活塞缸241的凸出圆环33上的小孔中流动，粘性阻尼液体产生强大的阻尼力，进而使冲击载荷产生的动能通过阻尼作用转变为热能而耗散掉，另外，阻尼缓冲机构24装入耐高温的收缩套管25中，保证阻尼缓冲机构24的独立性和密封性。

作为本发明的具体实施例，火箭着陆的初始状态下，粘性阻尼液体分布在多层活塞套筒242的底部，多层活塞套筒242着陆后，缓冲弹簧23受到火箭的重力作用被压缩，多层活塞缸241受到火箭的重力作用，多层活塞缸241继续下降，多层活塞缸241下降的过程中，粘性阻尼液体不会全部进入多层活塞缸241，粘性阻尼液体一部分液体进入多层活塞缸241的第二空腔35，另有少部分粘性阻尼液体通过多层活塞缸241的凸出圆环33的椭圆孔331和圆形孔332(也即小孔)进入当前活塞缸外层的活塞缸内。

需要强调的是，粘性阻尼液体的粘性较大，且仅有少部分的粘性阻尼液体从凸出圆环33的小孔中流通，不会从最外层活塞缸的凸出圆环33的小孔中溢出，即使溢出，最外层活塞缸外部耐高温的收缩套管25也可回收粘性阻尼液体，对阻尼液体的保护，防止粘性阻尼液体溢出到火箭外部。

本申请实现的有益效果如下：

(1)本申请火箭在着陆时通过四个着陆腿与地面接触,着陆腿结构结构紧凑，具备良好的缓冲和减震能力，同时耐高温环境。

(2)本申请着陆腿装置运用了胡克原理，利用多根支撑弹簧可以起到很好的支撑和缓冲作用。

(3)本申请着陆腿装置运用了阻尼减震原理，其中上下多层活塞结构能够将粘性阻尼液体挤压流动，在多层活塞套筒的往复运动中产生强大的阻尼作用，进而使冲击载荷产生的动能通过阻尼作用转变为热能而耗散掉(衰减)，能够很好的起到减震作用。

(4)本申请着陆腿装置中的粘性阻尼液体为二甲基硅油，该液体是无色透明液体，具备极高的黏度和良好的耐高温性能。

(5)本申请收缩套管采用耐高温可收缩材料制成，具有耐高温可收缩的特点，保证着陆腿装置的独立性和密封性。

以上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种用于回收火箭的着陆腿机构，其特征在于，包括箭上安装支座和多个着陆腿装置，所述箭上安装支座固定在火箭的底部，多个所述着陆腿装置均匀间隔开固定在所述箭上安装支座上；

所述着陆腿装置包括顶板、底板、缓冲弹簧和阻尼缓冲机构；

所述顶板固定在所述箭上安装支座上；

所述缓冲弹簧的顶端与所述顶板固定连接，底端与所述底板固定连接；

所述阻尼缓冲机构的顶端与所述顶板固定连接，底端与所述底板固定连接；

所述缓冲弹簧包括多个，多个所述缓冲弹簧均匀分布在所述阻尼缓冲机构的周侧；

所述阻尼缓冲机构包括：多层活塞缸、多层活塞套筒和粘性阻尼液体，所述粘性阻尼液体设置在所述多层活塞套筒内，所述多层活塞缸伸入所述多层活塞套筒内；

所述多层活塞套筒的内部为第一空腔，所述多层活塞缸的内部为第二空腔，所述粘性阻尼液体分布在多层活塞缸的第二空腔内和所述多层活塞套筒的第一空腔内；

所述多层活塞缸包括平行设置的第一层活塞缸、第二层活塞缸和第三层活塞缸，所述第一层活塞缸设置在所述第二层活塞缸的外侧，所述第二层活塞缸设置在所述第三层活塞缸的外侧。

2.根据权利要求1所述的用于回收火箭的着陆腿机构，其特征在于，所述箭上安装支座包括箭上固定环和多个着陆腿支座；所述箭上固定环固定套设在火箭的底部；所述着陆腿支座固定在所述箭上固定环上，多个所述着陆腿支座沿所述箭上固定环的圆周方向均匀间隔开设置。

3.根据权利要求1所述的用于回收火箭的着陆腿机构，其特征在于，所述着陆腿装置还包括收缩套管，所述收缩套管的顶端与所述顶板固定连接，底端与所述底板固定连接；且所述收缩套管套设在所述缓冲弹簧和所述阻尼缓冲机构的外部。

4.根据权利要求1所述的用于回收火箭的着陆腿机构，其特征在于，所述多层活塞套筒包括平行设置的第一层活塞套筒、第二层活塞套筒和第三层活塞套筒，所述第一层活塞套筒设置在所述第二层活塞套筒的外侧，所述第二层活塞套筒设置在所述第三层活塞套筒的外侧；所述第一层活塞缸、所述第二层活塞缸和所述第三层活塞缸分别伸入所述第一层活塞套筒、所述第二层活塞套筒和所述第三层活塞套筒内。

5.根据权利要求1所述的用于回收火箭的着陆腿机构，其特征在于，所述第一层活塞缸、所述第二层活塞缸和所述第三层活塞缸的外周侧均固定有多个凸出圆环，所述凸出圆环沿平行于所述第一层活塞缸的方向开设有通孔。

6.根据权利要求5所述的用于回收火箭的着陆腿机构，其特征在于，所述第三层活塞缸的顶部开设有第一透气孔；所述第一透气孔连通所述第二层活塞缸和所述第三层活塞缸；第三层活塞套筒的底部开设有第二透气孔，所述第二透气孔连通第二层活塞套筒和所述第三层活塞套筒。