CN217818382U - 一种可移动式地面火箭回收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种可移动式地面火箭回收系统。包括转动设置的用于对火箭侧向约束的支撑桁架，二级移动平台，一级移动平台，用于观测火箭初始位置的初定位测量系统，用于观测火箭精确位置的精确定位测量系统和控制系统；二级移动平台上设有可移动的用于对接火箭的对接盘，控制系统根据初定位测量系统和精确定位测量系统的信号，控制二级移动平台、一级移动平台水平面内移动，并控制支撑桁架的转动，实现对火箭的接收。本实用新型不仅可以大幅度降低火箭的自重，而且由于在火箭在向地面降落过程中地面可移动平台主动对接火箭，并通过侧向约束防止其倾倒，大幅度降低了对火箭落点与垂直度的控制要求，显著提升接收可靠性与安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于航空航天领域，具体涉及一种可移动式地面火箭回收系统。
背景技术
目前，相对成熟的火箭回收技术主要有伞降回收式与垂直返回式两种，其中伞降回收基本原理是利用多级降落伞系统进行逐级气动减速，最终以缓冲气囊实现安全回收。该技术已经在美国“火神”与我国部分火箭上得到了成功应用，是一种相对成熟的技术。
但是降落伞提供缓冲力有限，仅适用于中小型火箭，且落点范围过大(数公里)，姿态不可控，易发生火箭倾倒后撞击地面导致的局部损毁等问题。针对重型火箭的垂直返回式回收技术，利用在火箭上自带控制系统将火箭调整到垂直状态并准确下降到地面固定位置(马斯克火箭回收技术需要将落点误差控制10米左右)，再利用箭身自带的、具有可折叠与缓冲等多种功能的大型支撑装置着陆。该技术不仅需要对火箭落点与空中姿态精确控制，而且数吨重的接收装置大幅度增加了火箭自重，使得火箭有效载荷降低，且空中姿态调整技术要求高，可靠性低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种地面智能系统回收一级火箭的装置，能够解决原有回收装置导致火箭增重大、有效载荷减低，回收控制精度要求高导致成功率低的问题。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种可移动式地面火箭回收系统，包括转动设置的用于对火箭侧向约束的支撑桁架，二级移动平台，一级移动平台，用于观测火箭初始位置的初定位测量系统，用于观测火箭精确位置的精确定位测量系统和控制系统；
所述二级移动平台上设有可移动的用于对接火箭的对接盘，控制系统根据初定位测量系统和精确定位测量系统的信号，控制二级移动平台、一级移动平台水平面内移动，并控制支撑桁架的转动，实现对火箭的接收。
进一步的，一级移动平台底部设有多个万向滚轮和多个驱动万向滚轮移动的电机，电机和控制系统连接，根据控制系统的控制信号，对万向滚轮进行驱动。
进一步的，还包括驱动支撑桁架转动的桁架驱动机构；
所述支撑桁架沿火箭周向均布多个，支撑桁架的底端和一级移动平台上设置的相应安装块转动连接，支撑桁架的上端用于约束固定火箭，每一个支撑桁架均配设一个桁架驱动机构。
进一步的，桁架驱动机构为液压缸或气缸，液压缸或气缸的底端和一级移动平台上的安装块转动连接，液压缸或气缸的顶杆和支撑桁架的中部，通过液压缸或气缸顶杆的伸缩实现对支撑桁架的转动。
进一步的，二级移动平台设置在一级移动平台上，且相对于一级移动平台可以平动和转动。
进一步的，二级移动平台上表面通过周向均匀设置的多个液压缓冲装置连接对接盘的下表面，液压缓冲装置的底端和二级移动平台上的安装块转动连接，另一端和对接盘连接；液压缓冲装置采用内部填充氦气与铝制蜂窝芯的空心圆柱体结构形式，通过铝制蜂窝芯的压碎以消散冲击力。
进一步的，所述对接盘上表面均匀设有多个调平支撑液压柱，回收时，火箭底部设置在调平支撑液压柱上。
进一步的，支撑桁架上端部设有用于与火箭接触的柔性抱箍。
进一步的，二级移动平台下表面设有多个万向滚轮和驱动万向滚轮移动的驱动电机，驱动电机和控制系统连接，根据控制系统的控制信号实现对万向滚轮的驱动。
进一步的，二级移动平台包括上下设置的上板和下板
所述一级移动平台上表面设有纵向滑道和横向滑道，二级移动平台的下板的下表面设有沿纵向滑道和横向滑道移动的滚轮；
下板上设有用于驱动上板相对下板360°转动的驱动机构。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点在于：
(1)本实用新型解决了一级火箭垂直降落回收控制精度要求高导致成功率低的问题；降低对火箭自身姿态控制要求，使我国尽快掌握重型火箭的回收技术。
(2)解决回收装置导致火箭增重、有效载荷减低的问题；降低可回收火箭自重，增加火箭有效发射载荷，提升卫星与导弹等使用效能。
(3)本实用新型解决了一级火箭垂直降落，易出现箭身倾斜导致的火箭倾倒断裂问题，侧向支撑桁架对一级回收火箭进行约束，使得稳固在接收平台上。
(4)本实用新型解决了接收装置的地面固定化问题，通过调平技术和智能移动平台，实现一级回收火箭的全域回收。
附图说明
图1为本实用新型回收系统三维示意图。
图2为本实用新型回收系统的主视图。
图3为本实用新型回收系统的俯视图。
图4为本实用新型的侧向支撑桁架的示意图。
图5为本实用新型的侧向支撑桁架工作状态图。
图6为本实用新型的一级移动平台的示意图。
图7为本实用新型的侧向支撑桁架驱动杆的示意图。
图8为本实用新型实施例1的二级移动平台局部示意图。
图9为本实用新型实施例2的二级移动平台的三维图。
图10为本实用新型实施例2的二级移动平台的侧视图。
附图标记说明：
1-一级火箭段，2-支撑桁架，3-调平支撑液压柱，4-二级移动平台，5-一级移动平台，6-初定位测量系统，7-精确定位测量系统，8-控制系统，9-对接盘，10-回转机构，11-电机，12-横向滑道，13-纵向滑道。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
如图1-10所示，一种用于火箭回收的地面智能回收装置，包括：
陆地可移动智能接收系统：包括可移动的无人化一级移动平台5、二级移动平台4，回转机构，缓冲装置、基于多点调平技术的调平支撑液压柱3、侧向支撑桁架2；
测量系统：包括火箭轨迹动态跟踪与多目视觉测量定位及落点预测；
控制系统：无人平台运动系统智能化控制；
火箭返回到距离地面3km高度时，初定位测量系统6开始识别火箭位置信息，驱动一级移动平台5行驶至火箭可能的最终落点位置，火箭距离地面100m高度时，精确定位测量系统7开始识别火箭具体位置、状态等信息，驱动二级移动平台4微调，此时回转机构开始工作，使5根调平支撑液压柱3精准对接位于火箭底部原有的支撑结构，与此同时侧向支撑桁架2快速收拢，对火箭进行侧向约束防止倾倒，其后关闭反推发动机并由该结构将火箭固定。其中一级移动平台5主要采用柴油发动机驱动方式，二级移动平台4主要采用电机驱动方式。
所述一级移动平台5采用万向轮移动方式，依靠柴油发动机提供驱动，再通过初级定位测量系统6，驱动一级移动平台5行驶至火箭可能的最终落点位置。
所述二级移动平台4采用多向滑轨移动方式，依靠电机驱动方式提供动力，通过精确测量子系统进行微调，使得对接机构与火箭底部精确对接。
所述侧向支撑桁架2主采用轻量化复合材料制作，主要包括有碳玻混杂纤维和全玻璃纤维，放置于一级移动平台5四周。支撑桁架2一端通过铰支座固定在一级移动平台5上，在气压或液压装置驱动下可实现夹抱约束；另一端与火箭接触并设有柔性抱箍，实现与火箭的软接触。
二级移动平台4包括回转机构10、液压缓冲装置、立柱调平系统；回转机构通过两级行星减速齿轮组成，其中电机和小齿轮通过螺栓固定在主架上，通过电机驱动小齿轮，从而实现上下平台的相对转动；液压缓冲装置采用内部填充氦气与铝制蜂窝芯的空心圆柱体结构形式，通过铝制蜂窝芯的压碎以消散冲击力。
实施例2
该实施例与实施例1的不同之处在于：该实施例采用万向滑轮式二级移动平台结构代替实施例1的滑轨-转盘式，具体为：二级移动平台下表面设有多个万向滚轮和驱动万向滚轮移动的驱动电机，驱动电机和控制系统连接，根据控制系统的控制信号实现对万向滚轮的驱动。
本实用新型采用反向思维，将原来设置在箭身上的缓冲着落装置等设置在地面可移动平台上，从而形成了由基于机器视觉的测量子系统、用于平台运动自动控制子系统以及用于火箭对接与侧向约束的机构与结构等组成的智能化结构系统，该方法包括：在火箭被调控至垂直并接近地面过程中，首先通过平台上测量子系统自动跟踪火箭轨迹，并将信息传输给控制子系统后自动预测火箭精确落点；随后，驱动平台平移与动态调整平台上液压缓冲装置等机构来主动去对接火箭底部原有的支撑结构；最后，在火箭落地瞬间自动快速收拢侧向支撑桁架，侧向约束箭身，防止火箭倾倒。这样不仅可以大幅度降低火箭的自重，而且由于在火箭在向地面降落过程中地面可移动平台主动对接火箭，并通过侧向约束防止其倾倒，大幅度降低了对火箭落点与垂直度的控制要求，可显著提升接收可靠性与安全性。
Claims (10)
1.一种可移动式地面火箭回收系统，其特征在于，包括转动设置的用于对火箭侧向约束的支撑桁架(2)，二级移动平台(4)，一级移动平台(5)，用于观测火箭初始位置的初定位测量系统(6)，用于观测火箭精确位置的精确定位测量系统(7)和控制系统(8)；
所述二级移动平台(4)上设有可移动的用于对接火箭的对接盘(9)，控制系统(8)根据初定位测量系统(6)和精确定位测量系统(7)的信号，控制二级移动平台(4)、一级移动平台(5)水平面内移动，并控制支撑桁架(2)的转动，实现对火箭的接收。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，一级移动平台(5)底部设有多个万向滚轮和多个驱动万向滚轮移动的电机，电机和控制系统(8)连接，根据控制系统(8)的控制信号，对万向滚轮进行驱动。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括驱动支撑桁架(2)转动的桁架驱动机构；
所述支撑桁架(2)沿火箭周向均布多个，支撑桁架(2)的底端和一级移动平台(5)上设置的相应安装块转动连接，支撑桁架(2)的上端用于约束固定火箭，每一个支撑桁架(2)均配设一个桁架驱动机构。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，桁架驱动机构为液压缸或气缸，液压缸或气缸的底端和一级移动平台(5)上的安装块转动连接，液压缸或气缸的顶杆和支撑桁架(2)的中部，通过液压缸或气缸顶杆的伸缩实现对支撑桁架(2)的转动。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，二级移动平台(4)设置在一级移动平台(5)上，且相对于一级移动平台(5)可以平动和转动。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，二级移动平台(4)上表面通过周向均匀设置的多个液压缓冲装置连接对接盘(9)的下表面，液压缓冲装置的底端和二级移动平台(4)上的安装块转动连接，另一端和对接盘(9)连接；液压缓冲装置采用内部填充氦气与铝制蜂窝芯的空心圆柱体结构形式，通过铝制蜂窝芯的压碎以消散冲击力。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述对接盘(9)上表面均匀设有多个调平支撑液压柱(3)，回收时，火箭底部设置在调平支撑液压柱(3)上。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，支撑桁架(2)上端部设有用于与火箭接触的柔性抱箍。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，二级移动平台(4)下表面设有多个万向滚轮和驱动万向滚轮移动的驱动电机，驱动电机和控制系统连接，根据控制系统的控制信号实现对万向滚轮的驱动。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，二级移动平台(4)包括上下设置的上板和下板
所述一级移动平台(5)上表面设有纵向滑道和横向滑道，二级移动平台(4)的下板的下表面设有沿纵向滑道和横向滑道移动的滚轮；
下板上设有用于驱动上板相对下板360°转动的驱动机构。
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| CN202220534016.0U CN217818382U (zh) | 2022-03-11 | 2022-03-11 | 一种可移动式地面火箭回收系统 |
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| CN116592707A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-08-15 | 东方空间技术(山东)有限公司 | 一种火箭发射台 |
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2022
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