[发明专利]一种小天体探测用电磁阻尼缓冲可折叠式附着腿

说明书

一种小天体探测用电磁阻尼缓冲可折叠式附着腿，为了适应小天体探测任务需求，采用电机的力控制产生等效阻尼实现着陆腿着陆缓冲，同时采用可折叠的着陆腿设计，将折叠运动的驱动电机与缓冲吸能用电机进行复用，使得着陆腿在折叠的同时具有缓冲功能，解决了传统缓冲着陆腿机构缓冲性能不能满足需求、实现缓冲着陆设计手段单一的问题。

技术领域

本发明涉及一种小天体探测用电磁阻尼缓冲可折叠式附着腿，属于深空探测领域。

背景技术

随着空间探测技术的发展，小天体着陆探测成为继月球、火星探测后的又一个热点。小天体由于弱引力、自旋周期短、表面地形复杂多变、星表介质特性未知等条件的限制，对探测器着陆产生了极其不利的影响，探测器在其表面着陆时容器反弹，或者着陆后容器飘走。因此要求小天体探测器的着陆腿具有极好的缓冲特性，在探测器着陆时能够对着陆能量进行很好的吸收，使得着陆残余能量降至极小，确保探测器着陆时不发生反弹。传统的月球、火星表面重力加速度较大，探测器着陆时始终会受到很大的指向星表的引力，同时月球、火星探测器质量较大，着陆冲击大，因此探测器的着陆腿缓冲材料大多具有大冲击能量吸收能力的蜂窝率实现。小天体探测器与月球、火星探测器相比，其具有质量小、着陆速度低的特点，同时有地形适应性强的设计要求。

专利CN201110027086.3介绍了一种可折叠轻型着陆机构，该机构采用可折叠设计，其上未包含缓冲环节，不具备缓冲功能；专利CN201010597814.X介绍了一种行星探测器的缓冲着陆腿，采用内外套筒之间的直线伸缩实现缓冲；专利CN201510095001.3介绍了一种月面着陆缓冲装置，缓冲装置的收展通过火攻分离机构实现，不具备电磁阻尼缓冲能力。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，传统着陆机构缓冲性能不能满足需求、实现缓冲着陆设计手段单一的问题，提出了一种小天体探测用电磁阻尼缓冲可折叠式附着腿。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种小天体探测用电磁阻尼缓冲可折叠式附着腿，包括附着腿支架、电机组件、齿轮减速组件、防尘罩、输出轴、角接触球轴承、扭矩传感器、大回差联轴器、滑套、平行四连杆、着陆组件，所述附着腿支架固定连接于探测器底部，持续上电的电机组件设置于附着腿支架内表面，保护电机组件及相邻元件的防尘罩固定于附着腿支架侧面，用于进行着陆冲击力传动的输出轴通过角接触球轴承固定于电机组件另一侧的着腿支架内表面上，并通过能够放大电机组件扭矩的齿轮减速组件与电机组件进行联动，输出轴与扭矩传感器相连并通过扭矩传感器对电机组件进行电机反驱控制，扭矩传感器通过传递转动力并延迟着陆冲击的大回差联轴器与附着腿支架形成转动副结构，大回差联轴器上套装有缓冲冲击力用的滑套，并与平行四连杆进行固定连接，所述平行四连杆一端均转动连接于附着腿支架一侧，另一端转动连接于着陆组件上，着陆过程中着陆组件传动着陆冲击使平行四连杆反向转动，反向转动依次通过大回差联轴器传动至扭矩传感器并经扭矩传感器感知后，再通过扭矩传感器带动输出轴及齿轮减速组件对电机组件进行反驱控制，扭矩传感器感知转动消失后电机组件停止反驱完成着陆。

所述齿轮减速组件包括大齿轮、小齿轮，所述小齿轮安装于电机组件的输出轴上，齿轮固连于输出轴靠近防尘罩一侧端头。

所述着陆组件包括着陆杆、附着器、缓冲垫、着陆脚，所述着陆杆与平行四连杆另一端转动连接，辅助着陆的附着器安装于着陆杆末端，附着器底部端头设置有直接与地面接触进行着陆的着陆脚，附着器与着陆脚间设置有减轻着陆冲击力的缓冲垫。

所述附着器设置有超声波钻头，着陆脚接触地面后超声波钻头通过附着器、着陆脚中心通孔伸出并进行钻进固定。

还包括电机制动器，所述电机制动器设置于电机组件侧面的附着腿支架上，并于电机组件停止转动时维持平行四连杆及着陆杆构型。

所述着陆杆上均连接两根平行四连杆为两根。

所述着陆组件于探测器发射时为折叠状态，发射后为展开状态。