CN202451680U - 一种着陆探测器变形缓冲器 - Google Patents

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杨建中
满剑锋
曾福明
徐青华
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Abstract

一种着陆探测器变形缓冲器，采用活塞式结构，包括端盖、外筒、蜂窝、第一导向环、第二导向环、补偿垫和内筒；外筒为空心圆筒，蜂窝为金属圆柱体，且在该金属圆柱体轴向有多个通孔形成蜂窝状，内筒从外筒左端穿入，外筒的内部填充有多个串联在一起的蜂窝，每两个蜂窝之间均通过第一导向环隔离开，位于两侧的蜂窝的端部有第二导向环，且在其中一个第二导向环的底面设补偿垫。端盖通过螺纹与外筒连接，并压紧串联后的蜂窝；外筒与内筒之间、第一导向环与外筒之间以及第二导向环和外筒之间均为滑动配合。本实用新型在铝蜂窝材料压缩比较大时仍然能保证其规则变形，保证铝蜂窝缓冲器缓冲力的稳定性，且在发射过程中可以避免内筒的轴向振幅增大。

Description

一种着陆探测器变形缓冲器
技术领域
本实用新型涉及着陆探测器缓冲器，特别涉及一种着陆探测器铝蜂窝变形缓冲器。 
背景技术
为了保证航天器在月球或其它星球上安全着陆，一般都需要采用相应的缓冲器来吸收探测器在着陆瞬时受到的冲击，以保证探测器上人员或仪器设备的安全。铝蜂窝变形缓冲器是一种有效的缓冲器，它依靠缓冲器中相应铝蜂窝压缩变形吸收相应的冲击能量。铝蜂窝变形缓冲器具有加工工艺简单，缓冲性能受空间环境影响小，重量轻，加工成本低等优点。其不足之处是，在铝蜂窝压缩比较大时，可能出现不规则变形，从而导致缓冲力突变。在航天器发射阶段，由于运载振动的作用，铝蜂窝可能会产生数毫米的塑性压缩变形，从而会使缓冲器末端的振动显著增大。 
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种着陆探测器变形缓冲器，在铝蜂窝材料压缩比较大时仍然能保证其规则变形，保证铝蜂窝缓冲器缓冲力的稳定性，同时，在发射阶段避免缓冲器内筒末端振动的显著增大。 
本实用新型的技术解决方案是： 
一种着陆探测器变形缓冲器，所述着陆探测器变形缓冲器采用活塞式结构，包括端盖、外筒、蜂窝、第一导向环、第二导向环、补偿垫和内筒； 
外筒为空心圆筒，蜂窝为金属圆柱体，且在该金属圆柱体轴向有多个通孔形成蜂窝状，内筒从外筒左端穿入且置于外筒的右端，外筒的内部填充有多个串联在一起的蜂窝，每两个蜂窝之间均通过第一导向环隔离开，所述第一导向 环的中部为一个圆面，且该圆面的直径与蜂窝的直径相同，该圆面的边缘处有向该圆面两侧垂直延伸的保护圈，将第一导向环两侧的蜂窝紧固在一起； 
位于两端的两个蜂窝的外端均有第二导向环，所述第二导向环的中部为一个圆面，且该圆面的直径与蜂窝的直径相同，该圆面的边缘处有向该圆面一侧垂直延伸的保护圈，将第二导向环一侧的蜂窝紧固； 
端盖通过螺纹与外筒连接，端盖与一个第二导向环没有保护圈的一侧紧密贴合从而压紧串联后的蜂窝；另一个第二导向环没有保护圈的一侧与内筒之间夹有补偿垫；外筒与内筒之间、第一导向环与外筒之间以及第二导向环和外筒之间均为滑动配合。 
所述补偿垫为高刚度压缩弹簧片， 
所述蜂窝可以为铝蜂窝、钛蜂窝、钢蜂窝或泡沫金属。 
第一导向环的端面、第二导向环的端面、内筒的侧壁、外筒的侧壁以及内筒与补偿垫接触的端面上均开有放气孔。 
外筒与内筒的初始重叠段的长度不小于外筒内径的3倍。 
所述内筒和外筒之间有轴向限位，使得内筒只能沿外筒向端盖一端压入。 
所述内筒和外筒之间有初始周向限位，使得在铝蜂窝被压缩变形前内筒不能旋转。 
所述着陆探测器变形缓冲器在使用前可以把蜂窝压缩3mm至5mm。 
本实用新型与现有技术相比的优点在于： 
(1)本实用新型通过导向环，避免了缓冲过程中铝蜂窝的不规则变形，保证了缓冲力的稳定性。 
(2)本实用新型通过补偿垫，补偿发射过程中铝蜂窝产生的微量塑性变形，确保内筒端部的振动不会显著放大。 
(3)本实用新型通过采用有孔蜂窝，并在第一导向环端面、第二导向环端面、外筒侧壁、内筒侧壁及其与补偿环接触的端面开通气孔，避免了地面试验时空气阻尼对缓冲试验结果的影响。本实用新型有效保证了缓冲器的工作可靠 性，具有结构简单，体积紧凑，质量可靠，重量轻的特点。 
附图说明
图1为铝蜂窝变形缓冲器结构示意图； 
图2为蜂窝主视图； 
图3为蜂窝俯视图； 
图4为第一导向环的主视图； 
图5为第一导向环的剖视图； 
图6为补偿垫的主视图； 
图7为补偿垫的俯视图； 
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供了一种着陆探测器铝蜂窝变形缓冲器，着陆探测器铝蜂窝变形缓冲器采用活塞式结构，包括端盖1、外筒2、蜂窝3、第一导向环4、第二导向环5、补偿垫6和内筒7； 
外筒2为空心圆筒，蜂窝3为金属圆柱体，且在该金属圆柱体轴向有多个通孔形成蜂窝状，如图2、图3所示。内筒7从外筒2左端穿入且置于外筒2的右端，外筒2的内部填充有多个串联在一起的蜂窝3，每两个蜂窝3之间均通过第一导向环4隔离开。如图4、图5所示，第一导向环4的中部为一个圆面，且该圆面的直径与蜂窝3的直径相同，该圆面的边缘处有向该圆面两侧垂直延伸的保护圈，将第一导向环4两侧的蜂窝3紧固在一起；第一导向环4的径向横截面为工字型； 
位于两端的两个蜂窝3的外端均有第二导向环5，所述第二导向环5的中部为一个圆面，且该圆面的直径与蜂窝3的直径相同，该圆面的边缘处有向该圆面一侧垂直延伸的保护圈，将第二导向环5一侧的蜂窝3紧固； 
端盖1通过螺纹与外筒2连接，端盖1与一个第二导向环5没有保护圈的一侧紧密贴合从而压紧串联后的蜂窝3；另一个第二导向环5没有保护圈的一侧与内筒7之间夹有补偿垫6，即与内筒7距离最近的蜂窝3和内筒7之间夹 有第二导向环5和补偿垫6，补偿垫6为高刚度压缩弹簧片。在发射段运载振动作用下，蜂窝3产生的微量塑性变形通过补偿垫6加以补偿，保证内筒7末端的振动不会放大；如图6、图7所示，为本实用新型提供的一种补偿垫6的实现形式，属于压缩弹簧片的一种实现，但不局限与这一种实现形式，只要是能起到补偿蜂窝3产生的微量塑性变形作用的高刚度压缩弹簧片均可。 
外筒2与内筒7之间、第一导向环4与外筒2之间以及第二导向环5和外筒2之间均为滑动配合 
第一导向环4的端面、第二导向环5的端面、外筒2的侧壁和内筒7的侧壁及其与补偿垫6相接触的端面上均开有放气孔，外筒2与内筒7的初始重叠段的长度不小于外筒2内径的3倍，保证了运动可靠及摩擦力的稳定性，内筒7和外筒2之间有轴向限位，使得内筒7只能沿外筒2向端盖1一端压入。内筒7和外筒2之间有周向初始限位，使得在蜂窝3压缩变形前内筒7不能旋转；当探测器在目标星体表面着陆时，内筒7末端受到冲击作用，内筒7相对外筒2产生运动，压缩蜂窝3产生塑性变形，吸收冲击能量，缓冲过程中，在第一导向环4和第二导向环5的引导作用下，使蜂窝3规则变形，保证缓冲力的稳定性。 
蜂窝3可以为铝蜂窝、钛蜂窝、钢蜂窝或泡沫金属，比如泡沫镁、泡沫铝、泡沫钛等。为了防止地面试验时空气阻尼作用对试验结果产生大的影响，所有蜂窝为有孔蜂窝。对缓冲性能产生影响所有滑动副都采取干膜润滑措施。 
为了进一步降低缓冲过程中的冲击载荷，在使用前可以把蜂窝压缩3mm至5mm，消除冲击开始段的缓冲力尖峰，还可根据压缩终止时的缓冲力大小，对铝蜂窝进行筛选，以确保缓冲力满足要求。另外，为了控制缓冲起始段的加速度增长率，确保载人航天器中航天员的安全着陆，可以采取“强”、“弱”蜂窝相结合的形式。 

Claims (8)

1.一种着陆探测器变形缓冲器，其特征在于：所述着陆探测器铝蜂窝变形缓冲器采用活塞式结构，包括端盖(1)外筒(2)、蜂窝(3)、第一导向环(4)、第二导向环(5)、补偿垫(6)和内筒(7)；
外筒(2)为空心圆筒，蜂窝(3)为金属圆柱体，且在该金属圆柱体轴向有多个通孔形成蜂窝状，内筒(7)从外筒(2)左端穿入且置于外筒(2)的右端，外筒(2)的内部填充有多个串联在一起的蜂窝(3)，每两个蜂窝(3)之间均通过第一导向环(4)隔离开，所述第一导向环(4)的中部为一个圆面，且该圆面的直径与蜂窝(3)的直径相同，该圆面的边缘处有向该圆面两侧垂直延伸的保护圈，将第一导向环(4)两侧的蜂窝(3)紧固在一起；
位于两端的两个蜂窝(3)的外端均有第二导向环(5)，所述第二导向环(5)的中部为一个圆面，且该圆面的直径与蜂窝(3)的直径相同，该圆面的边缘处有向该圆面一侧垂直延伸的保护圈，将第二导向环(5)一侧的蜂窝(3)紧固；
端盖(1)通过螺纹与外筒(2)连接，端盖(1)与一个第二导向环(5)没有保护圈的一侧紧密贴合从而压紧串联后的蜂窝(3)；另一个第二导向环(5)没有保护圈的一侧与内筒(7)之间夹有补偿垫(6)；外筒(2)与内筒(7)之间、第一导向环(4)与外筒(2)之间以及第二导向环(5)和外筒(2)之间均为滑动配合。
2.根据权利要求1所述的一种着陆探测器变形缓冲器，其特征在于：所述补偿垫(6)为高刚度压缩弹簧片，
3.根据权利要求1所述的一种着陆探测器变形缓冲器，其特征在于：所述蜂窝(3)可以为铝蜂窝、钛蜂窝、钢蜂窝或泡沫金属。
4.根据权利要求1所述的一种着陆探测器变形缓冲器，其特征在于：第一导向环(4)的端面、第二导向环(5)的端面、内筒(7)的侧壁、外筒(2) 的侧壁以及内筒(7)与补偿垫(6)接触的端面上均开有放气孔。
5.根据权利要求1所述的一种着陆探测器变形缓冲器，其特征在于：外筒(2)与内筒(7)的初始重叠段的长度不小于外筒(2)内径的3倍。
6.根据权利要求1所述的一种着陆探测器变形缓冲器，其特征在于：所述内筒(7)和外筒(2)之间有轴向限位，使得内筒(7)只能沿外筒(2)向端盖(1)一端压入。
7.根据权利要求1所述的一种着陆探测器变形缓冲器，其特征在于：所述内筒(7)和外筒(2)之间有初始周向限位，使得在蜂窝(3)被压缩变形前内筒(7)不能旋转。
8.根据权利要求1所述的一种着陆探测器变形缓冲器，其特征在于：所述着陆探测器变形缓冲器在使用前可以把蜂窝(3)压缩3mm至5mm。 
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