[发明专利]一种小行星着陆器的着陆支撑机构

说明书

一种小行星着陆器的着陆支撑机构，包括展开锁定机构、悬臂结构、着陆缓冲器。展开锁定机构与着陆器连接，悬臂结构与展开锁定机构通过转轴实现连接，并绕转轴转动，着陆缓冲器与悬臂结构固定连接。展开锁定机构通过驱动力弹簧为悬臂结构转动提供旋转动力，待展开锁定机构运动到指定位置后，进行锁定，当着陆器开始触底，着陆缓冲器做缓冲减速直至着陆器最终平稳落地。本发明可应用于解决未来小行星航天器一系列特定功能需求，实现了航天器产品的功能实现化、轻量化、小型化设计。

技术领域

本发明属于深空探测中的小行星探测领域，涉及一种用于小行星着陆探测的收拢展开支撑及缓冲装置。

背景技术

目前，实现小行星着陆附着的飞行器仅有欧空局的“罗塞塔”及日本的“隼鸟号”。

“罗塞塔”展开采用三条支腿，当足垫刚接触小行星表面时，连接着陆器基体和着陆架的万向关节是松开的，这样较小的角动量传递到着陆器体，当三个足垫全部接触星表的时刻，万向节锁紧，这样可以使着陆器基体的位姿基本保持不变，很好的适应地形。着陆架和着陆器基体之间有一个电磁阻尼的缓冲器，在碰撞过程中能吸收大部分的能量，同时足垫底部螺栓压进星表，也起到一定的阻尼作用。通过着陆附着系统将大部分的冲击能耗散掉，从而防止探测器飘走和翻倒。

“罗塞塔”着陆情况并不理想，其三支腿无收拢展开展开过程，所占用飞行器的包络空间较大，而其落地包络较小，着陆并不稳定。另外，其电磁阻尼的缓冲器缓冲效果并不理想，在着陆时，发生了2次“跳跃”，使得“罗塞塔”的最终着陆地点距离既定位置偏离约1公里，最终落在彗星一处峭壁的阴影当中，这直接导致了“菲莱”备用的太阳能电池无法获取足够的能量，至今仍未“苏醒”。

“隼鸟号”于2005年11月在“丝川”小行星(长约700米，宽约300米)上“着陆”，“隼鸟号”只以悬停状态，并未实现真正意义上的着陆，其采用三轴姿态控制方式，配备氙离子发动机。在着陆过程中，隼鸟号向行星表面射出一个高速子弹，将击起岩石的碎片和灰尘收集到样本箱中，并向行星表面发射一个微型机器人，然后带回样本送返地球。因此，隼鸟号并未具有着陆支撑等机构实现真正意义上的小行星着陆。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明可用于小行星探测器的收拢展开支撑及缓冲，适用于小行星着陆探测。本发明提供一种小行星着陆器的着陆支撑机构，可解决未来小行星航天器一系列特定功能需求，实现了航天器产品的功能实现化、轻量化、小型化设计。

本发明所采用的技术方案是：一种小行星着陆器的着陆支撑机构，包括展开锁定机构、悬臂结构、着陆缓冲器；

展开锁定机构包括扭簧固定座、承力盒、驱动力弹簧、第一连杆、第二连杆、角梁、端框、锁钩限位支架、锁钩、角梁扭簧、锁钩扭簧；

端框一侧边通过转轴与承力盒连接，驱动力弹簧穿过转轴并由扭簧固定座压在承力盒上，第一连杆一端通过销钉与端框旋转连接，另一端通过销钉与第二连杆一端旋转连接，第二连杆另一端设置弧形结构并通过转轴安装在承力盒内壁上；角梁的一角通过转轴安装在承力盒内壁上并压住角梁扭簧，角梁的另一个角通过圆柱结构与第二连杆端部的弧形结构外切，角梁的第三个角通过圆柱结构嵌在锁钩槽内，锁钩端部通过转轴与承力盒固定，并配有锁钩扭簧；锁钩限位支架安装在锁钩两侧，用于锁钩限位；

悬臂结构为空间桁架结构，一端与端框相连，另一端安装着陆缓冲器；着陆时，着陆缓冲器起到缓冲作用。

当小行星着陆时，端框的约束解除，端框在驱动力弹簧的作用下作顺时针运动，端框带动第一连杆、第二连杆运动，当第二连杆带有的弧形结构运动到与角梁相分离时，角梁受到角梁扭簧主动的逆时针旋转力矩，角梁做逆时针的旋转运动，直至落入第二连杆的弧形结构的内槽中；角梁开始运动时，通过圆柱与锁钩的接触带动锁钩做逆时针的旋转运动，直至圆柱脱离锁钩的槽面；锁钩脱离了角梁的约束后，在锁钩扭簧的作用下，进行顺时针方向的运动，锁钩锁紧端框的边框，实现端框的锁定。