CN114955015A - 承受复杂大载荷的火星探测着陆平台结构 - Google Patents

Abstract

承受复杂大载荷的火星探测着陆平台结构，顶板的顶面设置火星车接口，四角设置用于与所述背罩内加强梁连接的后埋连接座，顶板的背面安装四个斜撑支架，斜撑支架与顶板连接一端的位置与所述后埋连接座的位置对应，相邻斜撑支架之间安装侧板，由侧板组成倒梯形四棱锥台的侧面，斜撑支架位于四棱锥台的棱边位置；四个侧边上分别设置着陆缓冲机构接口，接口位置的侧板内部安装缓冲角盒；将力传递至底板的缓冲角盒位置安装隔板，隔板的三个边分别与底板、侧板、顶板连接，第四个边悬空，悬空边与顶板交界位置安装辅助支撑角盒；上述倒梯形四棱锥台内部用于安装发动机以及贮箱，底板与侧边以及斜撑支架连接；斜撑支架上安装支架定位座，用于与大底接口连接。

Description

承受复杂大载荷的火星探测着陆平台结构

技术领域

本发明属于航天器结构领域，发明设计了一种着陆平台结构，特别适用于 具有传力路径多、载荷量级大、接口精度要求高，且用于火星等行星登陆的着 陆结构。

背景技术

随着航天技术的快速发展，我国对宇宙的探索已经从近地空间逐步迈向深 空领域。在深空行星探测领域，航天器除了进行更长的空间飞行距离外，还需 面对了更复杂的空间环境影响因素，比如更宽的温变环境，更大量的带电粒子 辐照条件等，而且除了空间飞行探测研究以外，在进行不同的行星探索过程中， 还需面对不一样的大气环境、不一样的重力场、温度场环境等，这些因素都是 深空行星探测航天器设计需要重点考虑的影响因素。

在火星着陆探测过程中，具有携带载荷稳定着陆性能的着陆平台结构是火 星探测器中主要的承载结构，该产品处于整器结构中间，上连背罩、下接大底、 承载主要载荷设备——火星车，着陆平台结构会随着火星探测器完整经历地球 发射、在轨飞行、星际飞行、火星上再入大气层飞行、火星表面着陆等环境状 态，其所具有的承受多种环境载荷的能力是以往空间飞行器所不具有，这种性 能要求为火星着陆平台结构的设计带来了极大的设计难度。

为了充分满足火星着陆巡视器上载荷设备的支撑要求，实现平稳发射、可 靠飞行、安全着陆、释放巡视器的目标，发明了一种具有传力路径多、载荷量 级大、接口精度高的火星着陆平台结构。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种承受复杂大载 荷的火星探测着陆平台结构。

本发明解决技术的方案是：承受复杂大载荷的火星探测着陆平台结构，用 于连接着陆巡视器的背罩和大底，包括顶板、底板、四个侧板、四个斜撑支架、 四个隔板；

所述顶板的顶面设置火星车接口，四角设置用于与所述背罩内加强梁连接 的后埋连接座，顶板的背面安装四个斜撑支架，所述斜撑支架与顶板连接一端 的位置与所述后埋连接座的位置对应，相邻斜撑支架之间安装侧板，由侧板组 成倒梯形四棱锥台的侧面，斜撑支架位于倒梯形四棱锥台的棱边位置；四个侧 边上分别设置着陆缓冲机构接口，接口位置的侧板内部安装缓冲角盒，由缓冲 角盒将力传递至顶板或底板；其中将力传递至底板的缓冲角盒位置安装隔板， 所述隔板的三个边分别与底板、侧板以及顶板连接，第四个边悬空，悬空边与 顶板交界位置安装辅助支撑角盒；上述倒梯形四棱锥台内部用于安装发动机以 及贮箱，底板与所述侧边以及斜撑支架连接；所述斜撑支架上安装支架定位座， 用于与所述大底接口连接。

优选的，在顶板内部、上述悬空边与顶板交界位置安装的缓冲角盒位置设 置加强梁；在顶板内部、所述火星车接口位置设置环形加强梁。

优选的，所述斜撑支架为侧面为三角形的多筋支架，所述支架置于底板以 及两侧板之间的端面为非镂空结构，该面向内设置用于安装支架定位座的凸出 圆台，该面两侧设置用于与侧边连接的翻边，利用该翻边扩散应力；两个三角 形侧面之间设置连接方框，三角形侧面与顶板、侧边以及底板连接的部分为连 续结构，三角形侧面以及与顶板连接的端面均在满足结构强度基础上镂空设计。

优选的，所述侧板与上述翻边连接的部位内埋加强梁。

优选的，所述支架定位座在斜撑支架上的位置要求低于倒梯形四棱锥台棱 边的一半高度。

优选的，所述支架定位座为带中心孔的对称结构，中心孔的上端面为大底 的安装面，所述安装面外环设置翻边结构，中心孔的下端面设置用于与斜撑支 架连接的法兰盘，上述翻边结构与法兰盘之间设置加强筋，中心孔下端面与法 兰盘之间为环形腔，环形腔内部设置于所述加强筋位置一致的支撑筋。

优选的，四个斜撑支架的凸出圆台面的平面度不高于0.15mm，以安装在 斜撑支架上的任一一个支架定位座的安装面为基准，通过调整其余支架定位座， 使四个安装面的平面度不高于0.1mm。

优选的，所述后埋连接座为带中心孔的对称结构，上端面为用于承受剪切 载荷的环形锥台、环形锥台的四周均布至少四个用于支撑连接背罩内加强梁的 凸台，所述凸台下方法兰上设置于所述凸台位置一致的支耳接口，用于实现与 顶板内部埋件的螺接；所述法兰下方与所述凸台位置一致位置设置加强筋，加 强筋与下表面法兰连接。后埋连接座位的中心孔向外设置通气孔。

优选的，将力传递至底板的缓冲角盒称为主缓角盒，由相互垂直的三个面 组成，用于与着陆缓冲机构接口连接的面内设置圆柱连接口，该圆柱连接口通 过加强筋与两个垂直面连接；上述三个相互垂直面的面积之和要至少大于所有 圆柱连接口端面面积之和的五倍。

优选的，所述隔板为蒙皮夹蜂窝芯结构，与对应缓冲角盒贴合的端面外侧 增加扇形的碳蒙皮加强层，加强层的厚度为蒙皮厚度的三倍以上。

优选的，将力传递至顶板的缓冲角盒称为辅缓角盒，由两个互成一定角度 的端面组成，用于与着陆缓冲机构接口连接的面内设置圆柱连接口，该圆柱连 接口通过加强筋与两个端面连接；两个端面的面积之和要至少大于所有圆柱连 接口端面面积之和的五倍。

优选的，所述底板上设置发动机与贮箱的避让孔，避让孔的四周设置碳布 加强区，碳布加强区的宽度不低于25mm，厚度不低于2mm。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

①实现极高承载、多种载荷承载的设计目标。

火星着陆巡视器在着陆过程中，着陆平台结构承受弹伞载荷为190kN，是 要求极高的的接口载荷，落地时着陆平台结构承受最大的着陆载荷由两部分组 成，包括31kN的着陆冲击载荷和1700Nm弯矩载荷，这是多种载荷的组合式 复杂载荷工况，也是最难的关键技术问题。倒梯形四棱锥台构型结合关键接口 处局部强化的支撑结构设计形式，确保着陆平台结构实现安全承受上述载荷的 能力，且验证结果表明着陆平台结构的安全裕度3.9，大于设计规范0.25的要 求，有效保证着陆平台结构的安全使用。

②实现多种承载接口要求的复杂承载空间构型设计。

着陆平台结构在火星着陆巡视器中是承上启下的中间结构，着陆平台结构 上接背罩、下连大底，着陆平台结构顶上装载火星车(巡视器中最大、最重要 的有效载荷)，锥台下端面的4侧面安装4组着陆腿，每组着陆腿有3个接口， 着陆平台下端挂4组贮箱，接口种类多、空间指向复杂是着陆平台结构的构型 特点，倒梯形四棱锥台的构型设计，实现了上大下小的有效支撑，在着陆平台 结构下棱锥四侧面设计4组着陆腿(即着陆缓冲机构)支撑位置，用于安装着 陆腿，确保着陆腿的强支撑作用，着陆平台顶上支撑火星车。

③通过局部强化技术有效解决载荷分配不均，以及脆性复合材料接口局部 强度不足的问题。

在着陆平台结构顶上，支撑最大的载荷设备——火星车，其在顶板上的安 装接口受集中载荷，通过内埋环形加强梁的方式实现局部强化，确保顶板局部 支撑强度。对于着陆腿反冲给着陆平台结构的着陆冲击载荷，在主要支撑的隔 板位置设计内埋C形梁，并在隔板两侧外加主缓、辅缓支撑角盒以实现载荷分 散支撑的效果。诸如此类的强化方式，有效保证了载荷均摊，并消除脆性复合 材料局部强度不足的问题。

附图说明

图1为着陆巡视器结构分解示意图，显示各主体结构之间的对位关系；

图2为着陆平台结构装配设备示意图，图中给出着陆平台结构上各种载荷 设备的空间装配关系,a.着陆平台结构装配设备示意图b.着陆平台结构下装贮 箱示意图；

图3为着陆平台结构示意图，图中显示了着陆平台结构的组成以及各零件 间的空间关系，并指示出各主要载荷设备接口,a.+X端结构状态及承载接口示 意,-X端结构状态及承载接口示意,-X端拆去底板、部分侧板后结构状态及承 载接口示意；

图4为着陆平台结构上背罩接口示意图，图中显示与背罩接口设计示意图, a.上端背罩接口示意图b.背罩接口剖视图；

图5为着陆平台结构上大底接口示意图，图中显示与大底接口设计示意图, a.下端大底接口示意图b.大底接口剖视图；

图6为着陆平台结构上缓冲机构接口示意图，图中显示与大底接口设计示 意图,a.中间主缓冲机构接口示意图b.两侧辅缓冲机构接口示意图；

图7为顶板设计示意图；

图8为侧板设计示意图；

图9为隔板设计示意图；

图10为底板设计示意图；

图11为斜撑支架示意图；

图12为主缓角盒示意图,a.内侧示意图b.外侧示意图；

图13为辅缓角盒示意图,a.外侧示意图b.内侧示意图；

图14为结构连接的典型角盒示意图,a.侧板与顶板连接角盒b.侧板 与底板连接角盒c.隔板与顶板连接角盒；

图15为结构板中金属加强零件示意图；a.顶板中后埋连接座b.侧板缓 冲凸台预埋件；

图16为侧板相关典型连接示意图，其中侧板3、4、5、6连接状态相同， 且隔板7、8、9、10连接状态相同。a.顶板中后埋连接座b.侧板缓冲凸台预 埋件c.侧板与底板、角盒连接典型d.侧板与底板、主缓角盒连接典型1e. 侧板与斜撑支架连接典型f.侧板与隔板连接典型g.侧板、底板与斜撑支架 销连接典型h.侧板与支架定位连接典型i.侧板与隔板定位连接典型；

图17为顶板相关典型连接示意图，其中侧板3、4、5、6连接状态相同， 且隔板7、8、9、10连接状态相同，a.顶板与隔板连接典型b.顶板与斜撑 支架连接典型c.顶板与隔板定位连接典型d.顶板与斜撑支架定位连接典型 e.顶板与隔板、角盒连接典型。

图18底板相关典型连接示意图，其中隔板7、8、9、10连接状态相同， a.底板与隔板连接典型b.底板与斜撑支架连接典型c.底板与支架定位连接 典型。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

火星着陆巡视器中着陆平台结构上承载所有有效载荷设备，以及主要服务 分系统的设备，在发射、飞行、着陆过程中承受全部力学环境载荷作用，并实 现主要精度指标要求，因此，结构设计在承载功能设计上面对如下主要技术问 题：

①极高承载、多种载荷承载的关键技术问题。

在火星着陆巡视器的运行里程中，发射与着陆是最大的载荷承担过程，在 发射过程中是主动段发射载荷较大，在着陆过程中，弹伞载荷为190kN，在所 有载荷里最大、着陆载荷为31kN的冲击载荷加上同时作用的不大于1700Nm 弯矩，着陆载荷超过发射载荷，是整个力学过程的最大载荷，这是力学承载的 关键技术问题。

②火星着陆平台结构的多种复杂接口，以及高精度连接是构型设计的关键 技术问题。

在火星着陆巡视器中，着陆平台结构上需要装配包括火星车在内的所有执 行功能的载荷设备，其中火星车尺寸最大，置于平台顶部，贮箱重量大、尺寸 较小，置于平台底部，伞挂在着陆平台上，用于平台安全着陆，因此，开伞、 弹伞载荷也将主要作用于着陆平台结构，位置在平台结构4个角处，着陆平台 携带火星车，安稳的着陆时，需要有缓冲功能的着陆腿的支撑，着陆腿安装位 置为四个斜侧面上，另外，着陆平台结构上表面装配背罩结构、下表面装配大 底结构，两个大型结构与着陆平台结构之间的安装处存在分离载荷。整个着陆 平台结构上安装多种复杂载荷设备，接口复杂，这是决定构型设计的关键技术问题。

③载荷分布不均匀，导致结构件受力不一致，是结构件设计的关键问题。

火星着陆巡视器装载多种载荷设备，设备尺寸重量不一致，布局位置不对 称，导致着陆平台的结构件受力不均匀，火星着陆巡视器运行里程复杂，经历 力学载荷工况种类繁多，受力集中的情况多，同样造成同一个结构件受力不均 匀，这些难点是结构轻量化设计必须解决的关键技术问题。

从上述技术问题分析不难看出，着陆平台结构必须适用于承受多种较大且 不均匀载荷，而且能够提供多种复杂接口，并实现高精度连接，基于这些因素 考虑，设计一种火星着陆平台结构，以满足火星着陆巡视器对主要载荷支撑的 设计需要。

为此，本发明提供的技术方案为：

①设计倒梯形四棱锥台构型，有效解决主传力路径问题。

在着陆平台结构上，最大的设备是火星车，在着陆平台顶部，着陆平台下 端与大底结构连接，受大底的球形结构影响，着陆平台在下端收拢，因此，着 陆平台结构设计成上大下小的倒梯形形状，由于背罩上载荷通过其内均布的4 组加强梁向着陆平台传递，而着陆平台与背罩的连接部位设计在4角处，与背 罩主传力加强梁位置相对应，因此，着陆平台结构四角设计成倒梯形四棱锥台 构型，即着陆平台的四角为四棱锥台的四棱。着陆过程中，着陆载荷通过着陆 腿连接的四棱锥台的各个侧面，向着陆平台传递，并在方向上与装配载荷设备 最多的顶板相对应，因此，为实现传力的直接性，在着陆腿支撑的侧板位置设计隔板，即形成内隔板支撑的倒梯形四棱锥台的主传力构型。

②局部增强体强化的支撑设计方式，承受最大集中载荷或不均一载荷。

例如整个着陆平台上，弹伞载荷是最大的加载载荷，为190kN，如上文所 述，在四棱处，背罩上的4处加强梁将弹伞载荷传递到着陆平台上，由于每处 集中载荷很大，着陆平台凭借传统蜂窝板及其拼接形式，不足以承受如此大的 接口载荷能力，因此，在倒梯形四棱锥台的四棱处，设计具有强支撑能力的轻 量化斜撑支架，以实现在结构上的连续性强化。

例如在着陆载荷冲击位置，最大载荷接口通过外板传递到背面设计的隔板 加辅助角盒的支撑位置，在两侧增加的辅助角盒，可以很好的提高支撑位置强 度和局部刚度。

③共体后埋结合精准定位装配实现高精度多关联接口的设计实施方式。

着陆平台分别与背罩、大底连接，两个组件均是大尺度结构，产品本体及 组合体状态复杂、多零件共组关键接口是产品连接状态的主要特点，在着陆平 台四角设置斜撑支架，斜撑支架通过底板、顶板、隔板连成整体，4组斜撑支 架的上下端面分别共面，并直接提供大底接口，间接支撑背罩，大底连接面是 由4组斜撑支架较小的一端形成的共面，斜撑支架通过顶板、侧板连接成整体， 实现支撑状态稳固；背罩连接面是由顶板上的4组后埋连接座实现，斜撑支架 通过底板、侧板、顶板连接成整体，实现支撑状态稳固。

对于跨度大、接口精度高的制造难题，4组斜撑支架通过定位工装确保高 精度、低应力装配，对安装面及连接孔实施组合加工，保证接口精度，实现多 接口高精度连接。

下面结合附图以某个火星着陆平台结构为例，对本发明进行进一步阐述， 该产品处于整器结构中间，上连背罩、下接大底、承载主要载荷设备——火星 车，如图1所示，其设备布局状态如图2所示。该产品外形尺寸为2944.3mm (长)×2680mm(宽)×461mm(高)。

(1)该火星着陆平台结构是多零组件形成的组合体，如图3所示，组合 方式如下：

顶板1为着陆平台结构中最大的单体零件，如图7所示，承担了着陆平台 结构上90％的设备安装功能，是整个着陆平台结构的装配基础。在顶板1的-X 面对称均布4个斜撑支架11(如图11所示)，并在每2个斜撑支架11之间对 称布置10件侧板与顶板连接角盒15(如图14中的a所示)、以及2件辅缓角 盒12(如图13所示)，在每2个斜撑支架11之间分别对称装配+Z隔板7、-Y 隔板8、-Z隔板9、+Y隔板10(如图9所示)，并在+Z隔板7、-Y隔板8、-Z 隔板9、+Y隔板10与顶板1之间装配2个辅助支撑的隔板与顶板连接角盒14 (如图14中的c所示)，在+Z隔板7、-Y隔板8、-Z隔板9、+Y隔板10的-X 端装配2个主缓角盒13(如图12所示)，在每2个斜撑支架11及之间10件 侧板与顶板连接角盒15、2件辅缓角盒12、2个主缓角盒13共同形成的平面 上分别安装+Z侧板3、-Y侧板4、-Z侧板5、+Y侧板6(如图8所示)，在+Z 侧板3、-Y侧板4、-Z侧板5、+Y侧板6上分别对称装配10个侧板与底板连 接角盒16(如图14中的b所示)，在+Z隔板7、-Y隔板8、-Z隔板9、+Y隔 板10、4个斜撑支架11、8个主缓角盒13的-X面、40个侧板与底板连接角盒 16共同形成的-X表面上装配底板2(如图10所示),顶板上空间剩余位置根据 需求安装气瓶、电控设备等。为确保所有连接环节稳定可靠，在结构部装过程中对部分零件的贴合面以及连接螺钉实施封胶，在发射前对剩余所有装配零件 的贴合面及连接螺钉全螺纹实施封胶处理。

(2)倒梯形四棱锥台构型解决高效传力的具体实施方式。

①背罩分离载荷的传递：通过顶板1的+X面上背罩接口将背罩分离载荷 (如图3中的a所示)传递到-X面上安装大三角形斜撑支架11上与安装面夹 角为25°的两斜筋将背罩分离载荷传递向同各个侧板以及底板2(如图3中的 b、4所示)，最终由整个着陆平台结构承载，斜撑支架11上与安装面夹角为 25°的斜筋就形成4个角处的4斜棱。

②大底分离载荷的传递：大底分离载荷直接作用于4个斜撑支架11上， 并通过4个斜撑支架11向底板2(如图3、18所示)、并向+Z侧板3、-Y侧板 4、-Z侧板5、+Y侧板6(如图3中的b、5所示)、以及向顶板1上传递(如 图17所示)，同样通过底板2、+Z侧板3、-Y侧板4、-Z侧板5、+Y侧板6、 主缓角盒13将载荷传递到+Z隔板7、-Y隔板8、-Z隔板9、+Y隔板10上(如 图3、15、18所示)。

③着陆载荷的传递：在4侧面的空间上安装的着陆缓冲机构在着陆过程 中，通过+Z侧板3、-Y侧板4、-Z侧板5、+Y侧板6与支撑其的主缓角盒13、 辅缓角盒12分别承接各侧面缓冲机构上的着陆载荷，如图3中的b(图中仅示 意一个侧板上招录缓冲机构接口位置，其余三面画法省略)、6所示，并通过主 缓角盒13、辅缓角盒12上较大的近扇形翻边分别将载荷传递到顶板1、底板2、 +Z隔板7、-Y隔板8、-Z隔板9、+Y隔板10上，如图3中的c所示，+Z侧板3、-Y侧板4、-Z侧板5、+Y侧板6将载荷传递给斜撑支架11、各隔板， 或通过侧板与底板连接角盒16、侧板与顶板连接角盒14将载荷传递给底板2、 顶板1上，如图4中的b、图16所示，通过这些传递路径，各连接面将缓冲载 荷快速的传递整个着陆平台结构，每个侧面上同时接入1个主缓机构、2个辅 缓机构接口，其最佳传力方向为+Z侧板3、-Y侧板4、-Z侧板5、+Y侧板6 分别与顶板1、底板2成60°角，另由于顶板1的+X面接口多且背罩接口距 离远，所以顶板1尺寸大，而底板2上主要承接距离较小的大底接口，因此， 底板2尺寸小，加之侧板与顶板1、底板2成60°角关系，形成上大下小的倒 梯形4棱锥台的结构形式、也成为高效传载最佳的受力构型。

(3)局部增强体强支撑设计的具体实施方式：

为应对极其严苛轻量化设计要求，着陆平台结构高比例的使用高模量碳纤 维复合材料，但由于碳纤维复合材料性脆的特点，使其在接口位置容易发生破 坏，因此通过局部金属强化方式实现局部强支撑，即通过顶板1的+X面上背罩 接口区设计的后埋连接座18承接背罩分离载荷(如图3中的a、5、7、14中 的a所示)，并快速传递到顶板1的-X面，载荷通过-X面上金属斜撑支架11 上的斜筋将背罩分离载荷传递向同样安装在斜撑支架11上的底板2、以及+Z 侧板3、-Y侧板4、-Z侧板5、+Y侧板6(如图16、17、18)，并传向整个着 陆平台结构，大底分离载荷直接通过金属斜撑支架11的上中下翻边(如图11 所示)向底板2、以及+Z侧板3、-Y侧板4、-Z侧板5、+Y侧板6，同样通过 各种连接角盒传递到顶板1和隔板。着陆载荷分别由+Z侧板3、-Y侧板4、-Z 侧板5、+Y侧板6中的缓冲凸台预埋件17的外表面承接(如图3中的b、6 中的b、8、14中的b所示)，载荷由缓冲凸台预埋件17过度到侧板内表面， 由主缓角盒13、辅缓角盒12承接，并迅速传递到整个着陆平台结构上。在整 个传力路线上通过高强度均质金属结构确保局部不坏及载荷的快速连续传递， 实现强支撑的目标。

在着陆平台结构顶上，支撑最大的载荷设备——火星车，其在顶板上的安 装接口受集中载荷，通过内埋环形加强梁的方式实现局部强化(如图7所示)， 确保顶板局部支撑强度。诸如此类的强化方式，有效保证了载荷均摊，并消除 脆性复合材料局部强度不足的问题。

(4)高精度多关联接口具体实施方式。

①为实现着陆平台结构与背罩结构的准确安装以及无应力分离，必须在着 陆平台结构顶板上提供高精度背罩接口，其实现方式为在着陆平台结构装配体 状态下，在顶板1与背罩安装接口位置处设计4个后埋连接座18(如图3、7、 15所示)，根据整器基准下背罩接口位置要求组合加工顶板1上后埋连接座18 的4个后埋孔，即确保后埋连接座18的装配基础准确，然后通过接口端部定 位的方式将4个后埋连接座18准确装配后(如图7所示)，埋入在顶板1对应 的后埋孔中，以此实现与背罩的高精度匹配。

②为实现着陆平台结构与大底的准确安装以及无应力分离，必须在着陆平 台结构-X端提供高精度大底接口，由于大底的分离接口分别在4个斜撑支架11 顶端(如图3所示)，即支架定位座19上，因此，其实现方式需在着陆平台结 构装配体状态下实现，首先，通过高精度位置度要求来控制斜撑支架11上下 表面孔位之间的相对位置关系，并通过高精度的平行度要求来精准控制斜撑支 架11上下表面之间的平行及高度差关系，在此基础上通过高精度定位工装来 实现精确的定位装配关系，实现4个斜撑支架11顶端的较好的相对位置关系 及共面性，确保支架定位座19具有极佳的装配基础；其次，在上述装配基础 之上，通过高精度定位工装对4个支架定位座19实施定位装配，以此实现与 大底的高精度匹配。

③为保证着陆平台结构装配正组合体之后各零件之间没有装配应力，避免 4个斜撑支架11上的关键接口在应力释放过程中位置发生变化，因此，+Z侧 板3、-Y侧板4、-Z侧板5、+Y侧板6分别与斜撑支架11两个翻边上各两个 定位销孔在装配过程中应当是严格的无应力的孔位关系(如图3、8、16所示)， 确保孔位精准的实施方式是通过试装配配打侧板上的定位销孔，保证侧板与斜 撑支架11上两个销孔精准对正，实现无应力状态下销与孔的对正装配。

(5)胶螺连接设计的实施方式：为确保整个结构承受发射、大底分离、背 罩分离、弹伞、着陆等多个阶段的大量级载荷，只是螺纹连接无法实现最佳承 载及最高可靠性，因此，应当使用胶螺综合的实施方式，即各零件间的所有零 件贴合面均双面涂胶，如顶板1、底板2、侧板(3～6)、隔板(7～10)与斜撑 支架11、各种角盒(12～16)之间相互搭接的贴合面，同时在整个贴合面上设 计有多个螺钉的连接状态，在成型过程中还通过工装正面加压，及连接螺钉辅 助加压的方式，确保胶接质量，并做随炉件检测胶接剪切强度，验证胶接成型 质量，胶螺综合效应保证高效传载，螺纹的实施可以保证胶接面有强的抗剥离 能力。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何 本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法 和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发 明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (12)

1.承受复杂大载荷的火星探测着陆平台结构，用于连接着陆巡视器的背罩和大底，其特征在于：包括顶板、底板、四个侧板、四个斜撑支架、四个隔板；

所述顶板的顶面设置火星车接口，四角设置用于与所述背罩内加强梁连接的后埋连接座，顶板的背面安装四个斜撑支架，所述斜撑支架与顶板连接一端的位置与所述后埋连接座的位置对应，相邻斜撑支架之间安装侧板，由侧板组成倒梯形四棱锥台的侧面，斜撑支架位于倒梯形四棱锥台的棱边位置；四个侧边上分别设置着陆缓冲机构接口，接口位置的侧板内部安装缓冲角盒，由缓冲角盒将力传递至顶板或底板；其中将力传递至底板的缓冲角盒位置安装隔板，所述隔板的三个边分别与底板、侧板以及顶板连接，第四个边悬空，悬空边与顶板交界位置安装辅助支撑角盒；上述倒梯形四棱锥台内部用于安装发动机以及贮箱，底板与所述侧边以及斜撑支架连接；所述斜撑支架上安装支架定位座，用于与所述大底接口连接。

2.根据权利要求1所述的火星探测着陆平台结构，其特征在于：在顶板内部、隔板悬空边与顶板交界位置安装的辅助支撑角盒位置设置加强梁；在顶板内部、所述火星车接口位置设置环形加强梁。

3.根据权利要求1所述的火星探测着陆平台结构，其特征在于：所述斜撑支架为侧面为三角形的多筋支架，所述支架置于底板以及两侧板之间的端面为非镂空结构，该面向内设置用于安装支架定位座的凸出圆台，该面两侧设置用于与侧边连接的翻边，利用该翻边扩散应力；两个三角形侧面之间设置连接方框，三角形侧面与顶板、侧边以及底板连接的部分为连续结构，三角形侧面以及与顶板连接的端面均在满足结构强度基础上镂空设计。

4.根据权利要求3所述的火星探测着陆平台结构，其特征在于：所述侧板与上述翻边连接的部位内埋加强梁。

5.根据权利要求1或3所述的火星探测着陆平台结构，其特征在于：所述支架定位座在斜撑支架上的位置要求低于倒梯形四棱锥台棱边的一半高度。

6.根据权利要求3所述的火星探测着陆平台结构，其特征在于：所述支架定位座为带中心孔的对称结构，中心孔的上端面为大底的安装面，所述安装面外环设置翻边结构，中心孔的下端面设置用于与斜撑支架连接的法兰盘，上述翻边结构与法兰盘之间设置加强筋，中心孔下端面与法兰盘之间为环形腔，环形腔内部设置于所述加强筋位置一致的支撑筋。

7.根据权利要求6所述的火星探测着陆平台结构，其特征在于：四个斜撑支架的凸出圆台面的平面度不高于0.15mm，以安装在斜撑支架上的任一一个支架定位座的安装面为基准，通过调整其余支架定位座，使四个安装面的平面度不高于0.1mm。

8.根据权利要求1所述的火星探测着陆平台结构，其特征在于：所述后埋连接座为带中心孔的对称结构，上端面为用于承受剪切载荷的环形锥台、环形锥台的四周均布至少四个用于支撑连接背罩内加强梁的凸台，所述凸台下方法兰上设置于所述凸台位置一致的支耳接口，用于实现与顶板内部埋件的螺接；所述法兰下方与所述凸台位置一致位置设置加强筋，加强筋与下表面法兰连接。

9.根据权利要求1所述的火星探测着陆平台结构，其特征在于：将力传递至底板的缓冲角盒称为主缓角盒，由相互垂直的三个面组成，用于与着陆缓冲机构接口连接的面内设置圆柱连接口，该圆柱连接口通过加强筋与两个垂直面连接；上述三个相互垂直面的面积之和要至少大于所有圆柱连接口端面面积之和的五倍。

10.根据权利要求9所述的火星探测着陆平台结构，其特征在于：所述隔板为蒙皮夹蜂窝芯结构，与对应缓冲角盒贴合的端面外侧增加扇形的碳蒙皮加强层，加强层的厚度为蒙皮厚度的三倍以上。

11.根据权利要求1所述的火星探测着陆平台结构，其特征在于：将力传递至顶板的缓冲角盒称为辅缓角盒，由两个互成一定角度的端面组成，用于与着陆缓冲机构接口连接的面内设置圆柱连接口，该圆柱连接口通过加强筋与两个端面连接；两个端面的面积之和要至少大于所有圆柱连接口端面面积之和的五倍。

12.根据权利要求1所述的火星探测着陆平台结构，其特征在于：所述底板上设置发动机与贮箱的避让孔，避让孔的四周设置碳布加强区，碳布加强区的宽度不低于25mm，厚度不低于2mm。

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