技術領域

本發明屬于火星表面著陸探測任務的軟著陸緩沖技術領域，涉及一種機械式著陸緩沖機構裝置的總體構型布局方案。

背景技術

隨著我國空間技術的發展，月球探測已經取得了舉世矚目的成就，火星等行星和小行星探測正在成為研究熱點，而表面著陸探測是最有效的探測方式。國外已有火星和金星等行星著陸探測的成功案例，美國在火星著陸探測方面積累了大量工程經驗。行星表面著陸探測所采用的著陸緩沖方式主要有氣囊緩沖和機械式著陸緩沖裝置。

在有大氣層的行星表面進行著陸探測時，著陸探測器在進入大氣層過程中必須安裝在特定氣動外形(通常為鈍頭體)的氣動防熱罩內，這與月球等無大氣天體探測器有明顯區別。因此，機械式著陸緩沖裝置在進入大氣層時受進入器空間限制而必須折疊起來，在著陸器著陸前展開到最大包絡，以吸收著陸沖擊能量，并確保著陸器在著陸過程中不發生側翻。這對著陸緩沖裝置的折疊效率和緩沖性能提出了很高的要求。目前已成功著陸在火星表面的支腿式著陸緩沖裝置全部采用了倒三角式支腿結構形式，以鳳凰號著陸器著陸緩沖裝置構型為代表，鎖緊與展開形式不一，倒三角式較懸臂式支腿結構形式的承受水平沖擊能力和自身結構穩定性弱。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，解決了在大氣層的行星著陸探測任務時，現有倒三角式支腿結構著陸緩沖裝置抗水平速度沖擊能力弱的問題。

本發明的技術解決方案是：一種火星探測著陸緩沖裝置，包括：在火星探測著陸器主體機構周圍對稱分布的三套或四套著陸腿，每套著陸腿包括足墊1、主腿2、輔腿3和展開鎖定機構4，主腿2、輔腿3使用可壓潰鋁蜂窩材料，足墊1和主腿2一端通過球絞連接，主腿2中部和輔腿3一端通過萬向節連接，主腿2另一端與火星探測著陸器主體機構通過球絞連接，輔腿3另一端通過展開鎖定機構4與火星探測著陸器主體結構連接，主腿2、輔腿3、展開鎖定結構4與火星探測著陸器主體結構形成四連桿機構；火星探測著陸緩沖裝置飛行時，主腿2和輔腿3向外向上翻折，主腿2通過火工解鎖器和火星探測著陸器主體結構固定連接，火星探測著陸緩沖裝置著陸時，火工解鎖器動作，展開鎖定機構4帶動主腿2和輔腿3向外向下釋放展開，當主腿2和輔腿3運動到設定位置時，展開鎖定機構4固定輔腿3與火星探測著陸器主體結構，完成火星探測著陸緩沖裝置的釋放-展開-鎖定動作。

所述的展開鎖定機構4包括連接件5、觸桿7、展開架8、鎖鉤9；連接件5固定連接輔腿3與火星探測著陸器主體結構，包括一段圓弧結構且圓心在主腿2與火星探測著陸器主體結構的連接軸心上，觸桿7為彈簧推桿機構，與展開架8相連并在圓弧結構上運動，展開架8為連接結構，與鎖鉤9相連；火星探測著陸緩沖裝置展開前與展開過程中，觸桿7在連接件5圓弧結構上運動，連接件5圓弧結構對觸桿7進行位置約束，保持展開鎖定機構4張開，火星探測著陸緩沖裝置展開鎖定時，觸桿7運動到連接件5圓弧結構位置末端，連接件5圓弧結構解除對觸桿7的約束，觸桿7向連接件5圓弧結構的圓心彈出并通過展開架8帶動鎖鉤9轉動并鎖住火星探測著陸器主體結構。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)本發明使用上翻式折疊構型，相比現有著陸緩沖裝置構型和布局，由于充分利用了氣動罩內的后部空間，提高了緩沖器長度和展開時的跨度，不占用進入器頭部空間，能夠將進入器的質心向前配置，從而提高了整個進入器在大氣進入段的運動穩定性，可用于有大氣層行星或衛星的著陸探測軟著陸緩沖機構設計；

(2)本發明采用三級緩沖蜂窩，合理分配長度，耐沖擊速度高，沖擊過載小，著陸穩定性強。

附圖說明

圖1為本發明火星探測著陸緩沖裝置展開前固定安裝布局；

圖2為本發明火星探測著陸緩沖裝置釋放展開后鎖定構型；

圖3為本發明的展開鎖定機構示意圖；

圖4為本發明的展開鎖定過程側面示意圖。

具體實施方式

本發明對火星探測著陸緩沖裝置的緩沖器結構形式、展開與鎖定方式、折疊與展開構型給出了解決方案。緩沖器采用基于鋁蜂窩緩沖的懸臂式結構；著陸緩沖裝置的展開和鎖定依靠展開架驅動，展開架是非承力式，在緩沖過程中不承受或傳遞沖擊載荷，并通過鎖定機構將輔腿與著陸器主體直接連接；折疊與展開構型采用上翻式，即指將主腿向外向上翻折并通過火工解鎖器固定安裝，解鎖后在展開架的驅動下再將主腿向外向下釋放展開并鎖緊，其中火工解鎖器包括解鎖螺栓、拔銷器、分離螺母。