[发明专利]一种火星着陆舱的姿态扶正装置

说明书

技术领域

本发明涉及火星着陆系统，具体涉及一种火星着陆舱的姿态扶正装置。

背景技术

我国计划于2015年12月发射火星全球遥感探测器，实现火星环绕，开展火星全球遥感探测；同时开展火星着陆验证任务，验证火星进入减速着陆相关技术。

由于受发射窗口和现有运载能力的约束，火星全球遥感探测器中着陆器整器的重量仅60kg，内置圆柱状着陆舱的体积、重量、能源均严格受限；同时，由于着陆点地形特征及降落过程具有不确定性，着陆舱的初始着陆姿态可能不满足指定面向上的姿态要求，需要后期调整。因此，需研制一种小型轻质、安全可靠、低耗高效的着陆舱姿态扶正装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于火星着陆舱的姿态扶正装置。作为确保着陆舱在火星表面姿态正确的有效手段，这种扶正装置可以直接应用于我国首次火星着陆探测任务中着陆舱的研制，同时也能为我国后续小型行星着陆舱的设计提供参考。

根据本发明的一个方面，提供一种火星着陆舱的姿态扶正装置，包括底板、支座、连接轴、扭簧、扶正环和压紧释放装置，其中，扭簧套于连接轴上并卡入扶正环的连接头上预留的凹槽，提供姿态扶正所需的扭矩；连接于底板的支座支承连接轴，并提供旋转空间；压紧释放装置包括火工品，火工品的作动杆伸入扶正环一端径向的圆孔中实现压紧功能。

优选地，扶正环外径为358mm，靠近扭簧一侧的半周截面尺寸为4mm×10mm，中部对称分布两个带孔连接头；另外半周截面尺寸为2mm×10mm，中部径向开有圆孔。

根据本发明的另一个方面，提供一种具有权利要求1或2所述的火星着陆舱的姿态扶正装置的火星着陆舱，包括着陆舱、底板、支座、连接轴、扭簧、扶正环和压紧释放装置，其中，扭簧套于连接轴上并卡入扶正环的连接头上预留的凹槽，提供姿态扶正所需的扭矩；连接于底板的支座支承连接轴，并提供旋转空间；压紧释放装置包括火工品，火工品的作动杆伸入扶正环一端径向的圆孔中实现压紧功能；底板与着陆舱壳体端面进行螺栓连接；压紧释放装置通过螺栓与着陆器壳体端面相连；作动杆和扶正环均与着陆舱端面平行。

根据本发明的又一个方面，提供一种权利要求1或2所述的火星着陆舱的姿态扶正装置的安装方法，包括如下步骤：

步骤1：扭簧、扶正环连接头和支座先后套于连接轴上，支座通过螺栓固定于底板上，底板通过螺栓固定于着陆舱壳体端面；

步骤2：扭簧两端伸出脚嵌入扶正环连接头预留的凹槽内，将扶正环压至压紧位置；

步骤3：压紧释放装置的作动杆穿过扶正环一端的径向圆孔，确保作动杆和扶正环均与着陆舱端面平行，并通过螺栓与着陆舱壳体端面连接。

本发明采用以上方法，研制成一种适用于我国首次火星软着陆探测着陆舱的姿态扶正装置，可以在着陆舱任意端面向上的情况下调整姿态，使得装置安装面向上，具有结构简单、安全可靠、体积小、重量轻的特点。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是姿态扶正装置工作原理示意图，其中，子图（1）至（5）分别表示初始姿态、压紧释放装置作动、扭簧驱动扶正环展开、着陆舱质心越过地面支点、最终姿态。

图2是姿态扶正装置外形示意图。

图3是姿态扶正装置组成示意图。

图4是扶正环结构示意图。

图5是扭簧铰链各组件结构示意图，其中，子图（1）至（4）分别表示底板结构图、连接轴结构图、支座结构图、扭簧结构图。

图6是压紧释放装置结构示意图。

图中：

1  为底板；

2  为支座；

3  为连接轴；

4  为扭簧；

5  为扶正环；

6  为压紧释放装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提出一种适用于我国首次火星软着陆探测着陆舱的姿态扶正装置。该姿态扶正装置主要由底板1、支座2、连接轴3、扭簧4、扶正环5和压紧释放装置6组成；压紧释放装置通过火工品作动释放压紧的扭簧，从而驱动扶正环实现着陆舱姿态扶正功能，确保着陆舱指定面向上。