CN220501039U - 一种着陆释放分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种着陆释放分离装置,其包括水平分离机构、锁定联动机构、绕线机以及绳索一；水平分离机构设置在着陆器侧面，其下端铰接在着陆器侧面上，并能以其下端铰接点为圆心转动；锁定联动机构铰接在水平分离机构上并与巡视器可拆卸连接；绕线机安装在着陆器上；绳索一的一端绕在绕线机上，另一端与锁定联动机构连接；绳索一能被绕线机收紧并拉动锁定联动机构及巡视器转动到锁定联动机构与水平分离机构完成自动锁定的位置；绳索一还能被绕线机释放并带动水平分离机构、锁定联动机构及巡视器转动到巡视器着陆的位置。本实用新型提高了空间利用率和减少了机构重量；同时通过水平分离机构能保持整个下降过程中时巡视器始终与地面平行。

Description

一种着陆释放分离装置

技术领域

本实用新型属于航天器着陆和机械机构技术领域，具体涉及一种着陆释放分离装置。

背景技术

着陆器到达地外星后，需要在机构的辅助下，使巡视器与着陆器分离，传统方法是将巡视器水平放置在着陆器上表面的导轨上，着陆器下放滑梯，巡视器沿导轨从滑梯上行驶至地外星的方式进行着陆释放。由于降落的地外星地点存在不确定性，导致着陆器与地面存在倾角，巡视器在滑梯上运动存在倾翻的可能性，且巡视器上预留了导轨和滑梯，功能单一无法整合，巡视器空间利用率较小且结构重量较大，这样加大了载荷量。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于，提供一种将各独立功能机构整合实现机构多用，空间利用率高，降低结构重量，并能安全释放的着陆释放分离装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种着陆释放分离装置,用于将巡视器从着陆器侧面释放，其包括水平分离机构、锁定联动机构、绕线机、以及绳索一；所述水平分离机构设置在着陆器侧面，其下端铰接在着陆器侧面上，并能以其下端铰接点为圆心转动；所述锁定联动机构铰接在水平分离机构上并与巡视器可拆卸连接；所述绕线机安装在着陆器上；所述绳索一的一端绕在绕线机上，另一端与锁定联动机构连接；绳索一能被绕线机收紧并拉动锁定联动机构及巡视器转动到锁定联动机构与水平分离机构完成自动锁定的位置；绳索一还能被绕线机释放并带动水平分离机构、锁定联动机构及巡视器转动到巡视器着陆的位置。

进一步的，所述巡视器的轮胎与着陆器侧面预设的轮胎压紧点通过火工品或电磁铁进行可拆卸连接，可快速实现巡视器与着陆器的分离。

进一步的，本实用新型所述着陆释放分离装置中，所述水平分离机构包括回转分离架、固定轮、绕线轮以及绳索二；所述回转分离架的一端通过第一转动副铰接在着陆器侧面下部，另一端通过第二转动副与锁定联动机构铰接；所述固定轮固定在着陆器侧面下部并与第一转动副同轴；所述绕线轮的轮轴转动安装在回转分离架上预设的连接孔内，绕线轮的轮轴与第二转动副同轴并能与锁定联动机构锁定联动；所述绳索二呈环形，其两端环绕在分别固定轮与绕线轮上。

进一步的，本实用新型所述着陆释放分离装置中，所述锁定联动机构包括旋转轴、方形销、端盖、弹簧以及连接杆；所述旋转轴转动连接在所述连接孔内并与绕线轮同轴；在旋转轴端部设有截面呈长方形的方形孔；所述方形销滑动设置在绕线轮轮轴中预设的导向孔内，其朝向旋转轴一端的截面大小与所述方形孔大小一致，其朝向旋转轴一端且顶在旋转轴端面上，当旋转轴旋转至方形孔与方形销朝向旋转轴的一端对齐后，方形销能刚好滑入方形孔内；所述端盖固定在绕线轮外侧并套设在方形销外；所述弹簧套设在方形销上并被压缩在所述导向孔内，弹簧的一端压紧在方形销上，另一端压紧在端盖内侧面上；所述连接杆中部固定在旋转轴上，其上端与绳索一连接，而其下端与巡视器侧面可拆卸连接。

进一步的，所述连接杆的下端与巡视器侧面通过火工品实现可拆卸连接，确保巡视器水平着陆后，实现巡视器与连接杆的快速分离。

进一步的，为提升转动效率，减少摩擦，在旋转轴外壁与连接孔内壁之间，以及在绕线轮轮轴外壁与连接孔内壁之间都安装有轴承。

进一步的，当绕线机收紧绳索一并拉动锁定联动机构及巡视器转动，直至巡视器车体转动90°时，方形孔与方形销朝向旋转轴的一端对齐，方形销在弹簧弹力作用下滑入方形孔内，使旋转轴与绕线轮锁定在一起。

进一步的，为实现巡视车的稳定释放，所述锁定联动机构数量为两个并分别与回转分离架两侧铰接，两锁定联动机构共用一根旋转轴，对应的所述绳索一的数量也为两根并分别与两连接杆上端一对一连接；对应的所述回转分离架两侧各设有一个绕线轮、固定轮以及绕在两者上的绳索二，所述绕线轮与其同侧的锁定联动机构连接。

进一步的，为检测方形销是否锁定到位，在端盖外侧设有用于监控方形销位置的位置传感器。

进一步的，所述绳索一与绳索二都为钢丝绳。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型替代了现有的导轨和滑梯，并将装置和巡视器安装在侧面，进一步压缩了机械结构，并提高了空间利用率和减少了机构重量，且安装操作方便。

2.通过水平分离机构与锁定联动机构共同作用，使巡视车下放至地面过程中，始终保持刚性连接，且无倾覆现象，同时通过传感器信号能确保释放分离前锁定可靠。

3.本实用新型锁定联动装置为机械锁定，结构简单，可靠性高；同时通过水平分离机构能保持整个下降过程中时巡视器始终与地面平行。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

图1为本实用新型所述着陆释放分离装置的结构示意图；

图2为本实用新型中巡视器的转移释放分离过程示意图；

图3为本实用新型所述水平分离机构及锁定联动机构的结构示意图

图4为本实用新型所述锁定联动机构的结构示意图（左图为未锁定状态，右图为锁定状态）；

图5为本实用新型所述绕线机的结构示意图；

图中所示：1-着陆器、101-轮胎压紧点、2-巡视器、3-水平分离机构、301-回转分离架、3011-连接孔、302-固定轮、303-绕线轮、3031-导向孔、304-绳索二、4-锁定联动机构、401-旋转轴、4011-方形孔、402-方形销、403-端盖、404-弹簧、405-连接杆、406-位置传感器、5-绕线机、501-伺服电机、502-减速机、503-联轴器、504-绕线筒座、6-绳索一、7-第一转动副、8-第二转动副。

具体实施方式

下面由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。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。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1-5所示，本实施例提供一种着陆释放分离装置,用于将巡视器2从着陆器1侧面释放，所述着陆器1竖向着陆在月面上，所述巡视器2底部朝向着陆器1并竖向安装在着陆器1侧面，巡视器2的轮胎与着陆器1侧面预设的轮胎压紧点101通过火工品或电磁铁进行可拆卸连接，可快速实现巡视器1与着陆器2的分离。

所述着陆释放分离装置由水平分离机构3、锁定联动机构4、绕线机5以及绳索一6构成。

水平分离机构3：

如图1所示，所述水平分离机构3设置在着陆器1侧面(左侧)，其下端通过第一转动副7铰接在着陆器1侧面上，并能以其下端铰接点为圆心转动；具体的：如图3所示，所述水平分离机构3包括回转分离架301、固定轮302、绕线轮303以及绳索二304。第一转动副7由回转分离架301与着陆器1铰接部位以及两者共同的转轴构成。

所述回转分离架301为长方形镂空架，回转分离架301的一端通过第一转动副7（两个）铰接在着陆器1侧面下部，另一端通过第二转动副8（两个）与锁定联动机构4铰接。在回转分离架301与锁定联动机构4铰接的两端分别预设有一个用于与锁定联动机构4铰接的连接孔3011。第二转动副8由回转分离架301与锁定联动机构4铰接部位以及两者共同的转轴（旋转轴401）构成。

所述固定轮302固定在着陆器1侧面下部并与第一转动副7同轴，固定轮302不能转动。

所述绕线轮303的轮轴转动安装在回转分离架301的连接孔3011内，绕线轮303与固定轮302同侧，绕线轮303的轮轴与第二转动副8同轴并能与锁定联动机构4锁定联动。在绕线轮303轮轴内部设有导向孔3031内，所述导向孔3031贯穿绕线轮303两侧并与绕线轮303的轮轴同轴，导向孔3031朝向旋转轴401一侧呈方形，另一侧为圆形。为提升转动效率，减少摩擦，在绕线轮303轮轴外壁与连接孔3011内壁之间安装有轴承。

所述绳索二304呈环形，其两端环绕在分别固定轮302与绕线轮303上。

锁定联动机构4：

如图1所示，所述锁定联动机构4铰接在水平分离机构3上并与巡视器2可拆卸连接；具体的，如图3与图4所述锁定联动机构4包括旋转轴401、方形销402、端盖403、弹簧404以及连接杆405。

所述旋转轴401转动连接在所述连接孔3011内并与绕线轮303同轴（旋转轴401两端分别转动安装在两连接孔3011内）；在旋转轴401端部设有截面呈长方形的方形孔4011。为提升转动效率，减少摩擦，在旋转轴401外壁与连接孔3011内壁之间安装有轴承。

所述方形销402滑动设置在所述导向孔3031内，方形销402朝向旋转轴401一端的截面大小与所述方形孔4011大小一致（都呈长方形），方形销402朝向旋转轴401一端顶在旋转轴401端面上（此时，方形销402与方形孔4011交叉垂直），当旋转轴401旋转至方形孔4011与方形销402朝向旋转轴401的一端对齐后，方形销402能刚好滑入方形孔4011内。方形销402朝向旋转轴401的一端为长方体结构，另一端为圆柱形。

所述端盖403固定在绕线轮303外侧并套设在方形销402（远离向旋转轴401的一端）外。

所述弹簧404套设在方形销402（远离向旋转轴401的一端）上并被压缩在所述导向孔3031内，弹簧404的一端压紧在方形销402上（被方形销402中部设置的环形板压紧），另一端压紧在端盖403内侧面上，在方形销402未滑入方形孔4011内前，弹簧404处于压缩蓄能状态。

所述连接杆405呈V型结构，连接杆405的中部固定在旋转轴401上，其上端倾斜指向着陆器1并与绳索一6连接，而其下端与巡视器2侧面通过火工品实现可拆卸连接，确保巡视器2水平着陆后，实现巡视器2与连接杆405的快速分离。

绕线机5：

如图1所示，所述绕线机5安装在着陆器上；具体的：如图5所示，绕线机5包括伺服电机501、减速机502、联轴器503以及绕线筒座504，所述伺服电机501与减速机502连接，所述绕线筒座504与减速机502通过联轴器503连接，通过伺服电机501正反转来实现绳索一6的收紧和释放。

绳索一6：

所述绳索一6采用钢丝绳，可控制整个结构旋转下放的速度和开度；绳索一6的一端绕在绕线机5上，另一端与锁定联动机构5的连接杆405连接；绳索一6通过伺服电机501正反转来实现收紧和释放。绳索一6还能被绕线机5释放并带动水平分离机构3、锁定联动机构4及巡视器2转动到巡视器2着陆的位置。当绕线机5收紧绳索一6并拉动锁定联动机构4及巡视器2转动，直至巡视器2车体转动90°时，此时巡视器2车体处于水平状态，方形孔4011与方形销402朝向旋转轴401的一端刚好对齐，方形销402在弹簧404的弹力作用下被推入方形孔4011内，使旋转轴401与绕线轮303锁定在一起，锁定联动机构4与水平分离机构3完成自动锁定。

如图2所示，本实用新型所述巡视器的转移释放分离过程如下：

（1）当着陆器1到达月面后，巡视器2与轮胎压紧点101通过火工品或电磁铁解锁。

（2）绕线机5启动并收紧绳索一6，绳索一6拉动连接杆405逆时针转动，带动锁定联动机构4及其上的巡视器2同步逆时针转动，将安装在锁定联动机构5上的巡视器2从竖直状态转至水平状态，当巡视器2车体旋转90°时，锁定联动机构5自动锁定，此时方形销402朝向旋转轴的一端与旋转轴401的方形孔4011对齐，方形销402在弹簧404弹力作用下被推入方形孔4011内，将旋转轴401与放线轮303锁定在一起，同时绕线机5停机。

（3）启动绕线机5，绕线机56反向转动，并释放绳索一，将巡视器2随水平分离机构3一起转移释放，在自身重力作用下水平分离机构3下移并绕第一转动副7顺时针转动，锁定联动机构4的旋转轴401及其上的连接杆405以及与旋转轴401锁定的绕线轮303都绕第二转动副8逆时针旋转，形成第一转动副7与第二转动副8比例为-1关系（由于绕线轮303和固定轮302通过绳索二304连接，在水平分离机构3旋转下放过程中，由于固定轮302固定不动，绳索二304左侧在固定轮302上缠绕，绳索二304右侧成放松状态，此时绕线轮303因两侧受力不平衡，则绕线轮303逆时针转动，形成第一转动副7与第二转动副8比例为-1关系），保证巡视器转移释放至地面过程中始终水平。

（4）最后通过火工品解锁将巡视器2与连接杆405的分离，完成巡视器2的安全着陆。

实施例2

为实现巡视车2更加稳定的释放，本实施例在实施例1的基础上做出如下设置：所述锁定联动机构4数量为两个并分别与回转分离架301两侧铰接，两锁定联动机构4共用一根旋转轴401，对应的，所述绳索一6的数量也为两根并分别与两连接杆405上端一对一连接；对应的，所述回转分离架301两侧各设有一个绕线轮303、固定轮302以及绕在两者上的绳索二304，所述绕线轮303与其同侧的锁定联动机构4连接。

实施例3

本实施例与实施例1或2的区别在于：

为检测方形销402是否锁定到位，在端盖403外侧设有用于监控方形销位置的位置传感器406。

本实用新型其它未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本实用新型的保护范围不限于具体实施方式所公开的技术方案，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种着陆释放分离装置,用于将巡视器从着陆器侧面释放，其特征在于，包括：

水平分离机构，所述水平分离机构设置在着陆器侧面，其下端铰接在着陆器侧面上，并能以其下端铰接点为圆心转动；

锁定联动机构，所述锁定联动机构铰接在水平分离机构上并与巡视器可拆卸连接；

绕线机，所述绕线机安装在着陆器上；以及

绳索一，所述绳索一的一端绕在绕线机上，另一端与锁定联动机构连接；

其中，

绳索一能被绕线机收紧并拉动锁定联动机构及巡视器转动到锁定联动机构与水平分离机构完成自动锁定的位置；

绳索一还能被绕线机释放并带动水平分离机构、锁定联动机构及巡视器转动到巡视器着陆的位置。

2.根据权利要求1所述的着陆释放分离装置,其特征在于:所述巡视器的轮胎与着陆器侧面预设的轮胎压紧点通过火工品或电磁铁进行可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的着陆释放分离装置,其特征在于:所述水平分离机构包括回转分离架、固定轮、绕线轮以及绳索二；

所述回转分离架的一端通过第一转动副铰接在着陆器侧面下部，另一端通过第二转动副与锁定联动机构铰接；

所述固定轮固定在着陆器侧面下部并与第一转动副同轴；

所述绕线轮的轮轴转动安装在回转分离架上预设的连接孔内，绕线轮的轮轴与第二转动副同轴并能与锁定联动机构锁定联动；

所述绳索二呈环形，其两端环绕在分别固定轮与绕线轮上。

4.根据权利要求3所述的着陆释放分离装置,其特征在于:所述锁定联动机构包括旋转轴、方形销、端盖、弹簧以及连接杆；

所述旋转轴转动连接在所述连接孔内并与绕线轮同轴；在旋转轴端部设有截面呈长方形的方形孔；

所述方形销滑动设置在绕线轮轮轴中预设的导向孔内，其朝向旋转轴的一端截面大小与所述方形孔大小一致并顶在旋转轴端面上，当旋转轴旋转至方形孔与方形销朝向旋转轴的一端对齐后，方形销能刚好滑入方形孔内；

所述端盖固定在绕线轮外侧并套设在方形销外；

所述弹簧套设在方形销上并被压缩在所述导向孔内，弹簧的一端压紧在方形销上，另一端压紧在端盖内侧面上；

所述连接杆中部固定在旋转轴上，其上端与绳索一连接，而其下端与巡视器侧面可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的着陆释放分离装置,其特征在于:所述连接杆的下端与巡视器侧面通过火工品实现可拆卸连接。

6.根据权利要求4所述的着陆释放分离装置,其特征在于:在旋转轴外壁与连接孔内壁之间，以及在绕线轮轮轴外壁与连接孔内壁之间都安装有轴承。

7.根据权利要求4所述的着陆释放分离装置,其特征在于:当绕线机收紧绳索一并拉动锁定联动机构及巡视器转动，直至巡视器车体转动90°时，方形孔与方形销朝向旋转轴的一端对齐，方形销在弹簧弹力作用下滑入方形孔内，使旋转轴与绕线轮锁定在一起。

8.根据权利要求4所述的着陆释放分离装置,其特征在于:所述锁定联动机构数量为两个并分别与回转分离架上端两侧铰接，两锁定联动机构共用一根旋转轴，对应的所述绳索一的数量也为两根并分别与两连接杆上端一对一连接；对应的所述回转分离架两侧各设有一个绕线轮、固定轮以及绕在两者上的绳索二，所述绕线轮与其同侧的锁定联动机构连接。

9.根据权利要求4所述的着陆释放分离装置,其特征在于:在端盖外侧设有用于监控方形销位置的位置传感器。

10.根据权利要求4所述的着陆释放分离装置,其特征在于:所述绳索一与绳索二都为钢丝绳。