專利名稱：用于小行星著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)，屬于深空探測(cè)定位系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
空間技術(shù)的發(fā)展使得人類有可能向太陽系的某些星球發(fā)射探測(cè)器，并在某些星球 表面著陸取回土壤和巖石樣本，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)和利用星球。到目前為止，人類已實(shí)現(xiàn)了 在月球和火星表面著陸，并成功地取回月面土壤及巖石樣本。除月球和火星外，人類還向金 星、木星以及小行星、彗星發(fā)射了著陸器。隨著21世紀(jì)的到來，深空探測(cè)技術(shù)作為人類保護(hù) 地球、進(jìn)入宇宙和尋找新的生活家園的一個(gè)重要手段，引起了世界各個(gè)國(guó)家的高度關(guān)注。深 空探測(cè)將是人類在新世紀(jì)進(jìn)行空間資源研究開發(fā)和利用、空間科學(xué)研究與技術(shù)創(chuàng)新的重要 途徑，將為人類離開地球去其他星球生活開創(chuàng)一個(gè)嶄新的紀(jì)元。 小行星探測(cè)屬于深空探測(cè)，近年來世界范圍內(nèi)掀起了小行星探測(cè)的熱潮。小行星 形成于46億年前太陽系產(chǎn)生初期，含有太陽系形成初期的物質(zhì)和元素，通過對(duì)小行星的探 測(cè)，可以增進(jìn)對(duì)太陽系的了解，探索太陽系的起源和生命起源。到目前為止，人類對(duì)小天體 (包括小行星、彗星等)的探測(cè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由遠(yuǎn)距離觀測(cè)到近距離觀測(cè)，再到著陸小天 體表面對(duì)其取樣研究，這個(gè)過程是循序漸進(jìn)、逐步深入的。在小天體的著陸器探測(cè)中，小天 體的表面引力特別小，著陸器在其表面著陸后容易在外力作用下飄走，所以在著陸器上安 裝有錨定位系統(tǒng)，此錨定位系統(tǒng)在著陸器著陸的瞬間，在著陸器和小天體之間建立機(jī)械連 接，將著陸器牢牢的固定在小行星表面。 現(xiàn)有的將著陸器固定在小行星表面的錨定位方式有許多種，其中包括
—、鉆孔固定 原理利用一個(gè)或兩個(gè)鉆頭在小行星表面鉆孔來固定著陸器，有兩個(gè)鉆頭時(shí)它們 轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，以減小由于鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)引起的著陸器轉(zhuǎn)動(dòng)。
優(yōu)點(diǎn)低速鉆孔對(duì)表面區(qū)域產(chǎn)生較小的溫度影響。 缺點(diǎn)(1)鉆孔所需時(shí)間較長(zhǎng)且鉆孔時(shí)所需施加的反作用力較大，時(shí)間越長(zhǎng)燃料 消耗越大，這就要求增加發(fā)射時(shí)燃料的攜帶量；(2)這種方法對(duì)表面硬度較低的小行星實(shí) 現(xiàn)起來方便，而對(duì)于表面硬度較高的小行星，鉆孔時(shí)間和所需反作用力會(huì)增大很多，甚至不 能鉆孔。 二、熔化成孔固定 原理通過熔化裝置在小行星表面形成孔，進(jìn)而對(duì)著陸器進(jìn)行固定。
優(yōu)點(diǎn)熔化裝置運(yùn)動(dòng)部件少，減小了質(zhì)量，提高了可靠性。
缺點(diǎn)高溫熔化能量高度集中，所需能量大，同時(shí)熔化時(shí)間也較長(zhǎng)；在熔化過程中
著陸器停留在空中，增加了著陸器上儀器翻倒的危險(xiǎn)；如果星體表面成分不可熔化，著陸器
將無法成功固定。 三、伸縮套管連接定位 美國(guó)的ST4/Champollion也曾計(jì)劃進(jìn)行Templel彗星的著陸探測(cè)，該計(jì)劃后來被
5取消，其錨定位系統(tǒng)采用的是火工品驅(qū)動(dòng)的伸縮套管結(jié)構(gòu)。 原理不同直徑的剛性管同心地套接在一起，錨尖和直徑小的剛性管套接，在驅(qū)動(dòng) 裝置作用下錨尖帶動(dòng)套管射入星體表面，達(dá)到固定著陸器的目的。 優(yōu)點(diǎn)著陸點(diǎn)和著陸器之間是剛性連接，著陸器不會(huì)有水平方向的飄動(dòng)；在著陸 器定位過程中沒有姿態(tài)保持，燃料消耗少。 缺點(diǎn)由于小行星表面介質(zhì)的各向異性，錨尖入射過程中會(huì)發(fā)生傾斜，會(huì)有很大的 橫向沖擊載荷作用到著陸器上，對(duì)著陸器內(nèi)部?jī)x器造成損壞；在入射過程中伸縮套管運(yùn)動(dòng) 部分質(zhì)量會(huì)發(fā)生變化，給估算初始發(fā)射能量帶來困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決伸縮套管連接定位系統(tǒng)存在的錨尖入射時(shí)發(fā)生傾斜，橫 向沖擊載荷作用在著陸器上，對(duì)著陸器內(nèi)部?jī)x器造成損壞；并且在入射過程中伸縮套管運(yùn) 動(dòng)部分質(zhì)量發(fā)生變化，給估算初始發(fā)射能量帶來困難的問題，進(jìn)而提供一種用于小行星著 陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)。 本發(fā)明的技術(shù)方案是用于小行星著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)由推進(jìn)機(jī)構(gòu)、纏繞機(jī) 構(gòu)、鎖緊解鎖機(jī)構(gòu)、線纜箱體、電氣接口、連接線繩和兩根導(dǎo)線組成； 所述推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括錨體、膨脹缸、活塞、撕裂銷、活塞帽、燃燒室、火工品、錨桿銷、 帶有電線的信號(hào)檢測(cè)套筒和兩個(gè)鏈接接口 ；所述錨體由錨尖、多個(gè)倒鉤和錨桿組成，所述多 個(gè)倒鉤均勻布置在錨尖的外壁上，所述錨尖的尾端與錨桿的一端固定連接，活塞設(shè)置在錨 桿的另一端，所述撕裂銷的一端固定安裝在活塞的中心通孔內(nèi)，撕裂銷的另一端固定安裝 在活塞帽的中心盲孔內(nèi)，撕裂銷的中部為敏感段，所述活塞帽上開有多個(gè)高壓氣體通孔，所 述活塞帽的外壁與燃燒室的內(nèi)壁螺紋連接，所述膨脹缸沿其軸線開有階梯孔，錨尖、錨桿、 活塞、撕裂銷和燃燒室依次套裝在膨脹缸內(nèi)，所述錨尖的尾端與膨脹缸之間通過徑向插入 的帶有電線的信號(hào)檢測(cè)套筒連接，所述燃燒室一端的外壁與膨脹缸的內(nèi)壁螺紋連接，所述 燃燒室另一端的中心孔內(nèi)安裝有火工品，所述錨桿銷安裝在錨桿的外壁上，錨桿銷與錨桿 之間為過盈配合，所述兩個(gè)鏈接接口并列與膨脹缸制成一體； 所述纏繞機(jī)構(gòu)由纏繞電機(jī)、纏繞電機(jī)減速器、電機(jī)支架、減速器軸套、第一單向軸 承、第一深溝球軸承、輪轂、巻線筒、巻簧軸、蝸巻彈簧、第二深溝球軸承、鎖緊輪、第二單向 軸承、減振軸、軸端擋圈、減振軸套筒、巻簧軸套筒、右殼體、左殼體和驅(qū)動(dòng)銷組成；所述巻簧 軸由軸體和凸沿組成，所述凸沿設(shè)置于軸體中部的外壁上，且與軸體制成一體，所述軸體上 沿其中心線開有中心階梯孔，所述凸沿上開有徑向驅(qū)動(dòng)豁口，所述凸沿一側(cè)的軸體上沿其 母線開有卡槽，所述減振軸由小徑軸、大徑軸和中徑軸依次制成一體，所述纏繞電機(jī)的輸出 端與纏繞電機(jī)減速器的輸入端連接，所述纏繞電機(jī)減速器與電機(jī)支架固定安裝，纏繞電機(jī) 減速器的輸出端與置于電機(jī)支架內(nèi)部的減速器軸套固定連接，減速器軸套通過第一單向軸 承與軸體的中心階梯孔的大孔徑端連接，第一單向軸承與軸體過盈配合，所述減振軸的小 徑軸固定安裝在巻簧軸的中心階梯孔的小孔徑端，所述減振軸的中徑軸通過第二單向軸承 與鎖緊輪連接，第二單向軸承與鎖緊輪之間過盈配合，第一單向軸承與第二單向軸承的轉(zhuǎn) 動(dòng)方向相反，所述軸端擋圈固定安裝在減振軸的中徑軸的端部，所述減振軸套筒套裝在減 振軸的大徑軸與第二單向軸承之間的減振軸的中徑軸上，所述巻簧軸套筒固定套裝在中心階梯孔的小孔徑端的軸體上，所述蝸巻彈簧套裝在巻簧軸的軸體上，且位于凸沿與巻簧軸 套筒之間，蝸巻彈簧的內(nèi)端頭卡裝在巻簧軸的卡槽內(nèi)，所述中心階梯孔的大孔徑端的的軸 體的外壁通過深溝球軸承與左殼體滾動(dòng)連接，所述減振軸的大徑軸的外壁通過第二深溝球 軸承與右殼體滾動(dòng)連接，所述左殼體和右殼體相互固定扣裝，所述輪轂固定套裝在第一深 溝球軸承與巻簧軸的凸沿之間，所述輪轂與巻簧軸的凸沿相對(duì)的面上開有驅(qū)動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)軌跡 滑槽，所述巻線筒固定安裝在輪轂的外壁上，所述蝸巻彈簧的外端頭與巻線筒的內(nèi)壁固定 連接，所述驅(qū)動(dòng)銷的一端固定安裝在凸沿的徑向驅(qū)動(dòng)豁口內(nèi)，驅(qū)動(dòng)銷的另一端滑動(dòng)安裝在 驅(qū)動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)軌跡滑槽內(nèi)，所述減振軸的大徑軸與巻線筒間隙配合； 所述鎖緊解鎖機(jī)構(gòu)由解鎖電機(jī)、解鎖減速器、減速器套、減速器轂、聯(lián)軸器、緊定螺 釘、解鎖軸、兩個(gè)第三深溝球軸承、解鎖螺母、支架、軸承端螺母、螺母銷、鎖緊連桿、連桿軸 和套筒組成；所述鎖緊連桿為齒條，所述解鎖電機(jī)的輸出端與解鎖減速器的輸入端連接，所 述解鎖減速器通過減速器轂和減速器套固定安裝在支架上，解鎖減速器的輸出端通過聯(lián)軸 器和緊定螺釘與解鎖軸固定連接，所述解鎖軸的中部設(shè)有螺紋，所述解鎖螺母與解鎖軸螺 紋連接，所述支架的上端面上開有螺紋孔，所述支架通過兩個(gè)第三深溝球軸承與解鎖軸滾 動(dòng)連接，所述軸承端螺母與支架上端螺紋連接，所述鎖緊連桿的一端通過螺母銷與解鎖螺 母固定連接，所述鎖緊連桿的另一端與連桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述連桿軸與支架固定連接，所述 套筒套裝在連桿軸上，且位于右殼體與鎖緊連桿之間，鎖緊輪置于支架內(nèi)，且鎖緊輪與鎖緊 連桿相對(duì)應(yīng)設(shè)置； 所述線纜箱體由前端蓋、箱體和后端蓋組成；所述箱體的一端扣裝有前端蓋，箱體 的另一端扣裝有后端蓋，所述前端蓋和后端蓋上均開有線纜通過孔； 所述電氣接口由針插座和插座支架組成；所述針插座固定安裝在插座支架上，所 述插座支架固定安裝在線纜箱體的箱體上端面上； 所述推進(jìn)機(jī)構(gòu)通過兩個(gè)鏈接接口固定安裝在線纜箱體的箱體的側(cè)面上；所述纏繞 機(jī)構(gòu)通過右殼體和左殼體固定安裝在線纜箱體的后端蓋上；所述鎖緊解鎖機(jī)構(gòu)通過支架固 定安裝在纏繞機(jī)構(gòu)的右殼體上，所述連接線繩儲(chǔ)存在線纜箱體內(nèi)，所述連接線繩的一端穿 入膨脹缸固定在錨桿銷上，所述連接線繩的另一端穿過線纜通過孔與纏繞機(jī)構(gòu)的巻線筒固 接，所述纏繞電機(jī)和解鎖電機(jī)分別通過一根導(dǎo)線與針插座連接。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果本發(fā)明質(zhì)量輕、體積小、穿透能力強(qiáng)、附著 力高，節(jié)省了小行星著陸器的發(fā)射成本，降低了小行星著陸器在小行星表面被飄走的風(fēng)險(xiǎn)； 錨尖入射時(shí)與錨定位系統(tǒng)之間通過連接線繩實(shí)現(xiàn)柔性連接，消除了作用在著陸器上的橫向 沖擊載荷，有效的保護(hù)了著陸器內(nèi)部?jī)x器；同時(shí)消除了給估算初始發(fā)射能量帶來困難的缺 陷。另外，本發(fā)明的錨定位系統(tǒng)還可用于例如彗星等表面引力較小的小天體的著陸器探測(cè)， 將著陸器固定在小天體表面，防止了著陸器在外力作用下飄走；本發(fā)明的錨定位系統(tǒng)還可 用于危險(xiǎn)環(huán)境下(如輻射、病毒、高低溫等)的機(jī)器人自主作業(yè)，在機(jī)器人上安裝錨定位系 統(tǒng)，協(xié)助完成樣品的采樣和科學(xué)儀器操作等作業(yè)。


圖1是本發(fā)明的錨定位系統(tǒng)的軸測(cè)圖，圖2是推進(jìn)機(jī)構(gòu)的軸測(cè)圖，圖3是推進(jìn)機(jī)構(gòu) 的剖面圖，圖4是圖3的a處局部放大圖，圖5是圖3的b處局部放大圖，圖6是纏繞機(jī)構(gòu)
7的軸測(cè)圖，圖7是纏繞機(jī)構(gòu)的剖面圖，圖8是輪轂、巻簧軸和驅(qū)動(dòng)銷的位置安裝關(guān)系軸測(cè)圖， 圖9是輪轂、巻簧軸和驅(qū)動(dòng)銷的位置安裝關(guān)系剖面圖，圖10是輪轂的軸測(cè)圖，圖11是巻簧 軸的軸測(cè)圖，圖12是鎖緊解鎖機(jī)構(gòu)軸測(cè)圖，圖13是圖12的后視圖，圖14是鎖緊解鎖機(jī)構(gòu) 的剖面圖，圖15是線纜箱體和電氣接口位置安裝關(guān)系軸測(cè)圖，圖16是圖1的后視圖，圖17 是連接線繩在錨定位系統(tǒng)中布線圖，圖18是套筒、連桿軸、右殼體、鎖緊連桿、鎖緊輪和支 架位置安裝關(guān)系局部軸測(cè)圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一 結(jié)合圖1-圖18說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的用于小行星著陸 器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)由推進(jìn)機(jī)構(gòu)1、纏繞機(jī)構(gòu)2、鎖緊解鎖機(jī)構(gòu)3、線纜箱體4、電氣接口5、連 接線繩6和兩根導(dǎo)線7組成； 所述推進(jìn)機(jī)構(gòu)1包括錨體、膨脹缸l-4、活塞l-5、撕裂銷l-6、活塞帽l-7、燃燒室
1- 8、火工品l-9、錨桿銷l-ll、帶有電線的信號(hào)檢測(cè)套筒l-13和兩個(gè)鏈接接口 1-14 ;所述 錨體由錨尖l-l、多個(gè)倒鉤1-2和錨桿1-3組成，所述多個(gè)倒鉤1-2均勻布置在錨尖1-1的 外壁上，所述錨尖1-1的尾端與錨桿1-3的一端固定連接，活塞1-5設(shè)置在錨桿1-3的另一 端，所述撕裂銷1-6的一端固定安裝在活塞1-5的中心通孔1-5-1內(nèi)，撕裂銷1-6的另一端 固定安裝在活塞帽1-7的中心盲孔1-7-1內(nèi)，撕裂銷1-6的中部為敏感段l-6-l，所述活塞 帽1-7上開有多個(gè)高壓氣體通孔1-7-2，所述活塞帽1-7的外壁與燃燒室1-8的內(nèi)壁螺紋連 接，所述膨脹缸1-4沿其軸線開有階梯孔1-4-1，錨尖l-l、錨桿l-3、活塞l-5、撕裂銷1-6 和燃燒室1-8依次套裝在膨脹缸1-4內(nèi)，所述錨尖1-1的尾端與膨脹缸1-4之間通過徑向 插入的帶有電線的信號(hào)檢測(cè)套筒1-13連接，所述燃燒室1-8 —端的外壁與膨脹缸1-4的內(nèi) 壁螺紋連接，所述燃燒室1-8另一端的中心孔內(nèi)安裝有火工品l-9，所述錨桿銷1-11安裝在 錨桿1-3的外壁上，錨桿銷1-11與錨桿l-3之間為過盈配合，所述兩個(gè)鏈接接口 1-14并列 與膨脹缸1-4制成一體； 所述纏繞機(jī)構(gòu)2由纏繞電機(jī)2-l、纏繞電機(jī)減速器2-2、電機(jī)支架2-3、減速器軸套
2- 4、第一單向軸承2-5、第一深溝球軸承2-6、輪轂2-7、巻線筒2-8、巻簧軸2-9、蝸巻彈簧 2-10、第二深溝球軸承2-ll、鎖緊輪2-12、第二單向軸承2-13、減振軸2-14、軸端擋圈2-15、 減振軸套筒2-16、巻簧軸套筒2-17、右殼體2-18、左殼體2-19和驅(qū)動(dòng)銷2_20組成；所述巻 簧軸2-9由軸體2-9-2和凸沿2-9-3組成，所述凸沿2_9_3設(shè)置于軸體2_9_2中部的外壁 上，且與軸體2-9-2制成一體，所述軸體2-9-2上沿其中心線開有中心階梯孔2-9-1 ，所述凸 沿2-9-3上開有徑向驅(qū)動(dòng)豁口 2-9-4，所述凸沿2-9-3 —側(cè)的軸體2_9_2上沿其母線開有卡 槽2-9-5，所述減振軸2-14由小徑軸2-14-l、大徑軸2_14_2和中徑軸2_14_3依次制成一 體，所述纏繞電機(jī)2-l的輸出端與纏繞電機(jī)減速器2-2的輸入端連接，所述纏繞電機(jī)減速器 2-2與電機(jī)支架2-3固定安裝，纏繞電機(jī)減速器2-2的輸出端與置于電機(jī)支架2-3內(nèi)部的減 速器軸套2-4固定連接，減速器軸套2-4通過第一單向軸承2-5與軸體2-9-2的中心階梯 孔2-9-1的大孔徑端連接，第一單向軸承2-5與軸體2-9-2過盈配合，所述減振軸2_14的小 徑軸2-14-1固定安裝在巻簧軸2-9的中心階梯孔2-9-1的小孔徑端，所述減振軸2-14的 中徑軸2-14-3通過第二單向軸承2-13與鎖緊輪2-12連接，第二單向軸承2_13與鎖緊輪 2-12之間過盈配合，第一單向軸承2-5與第二單向軸承2-13的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，所述軸端擋圈2-15固定安裝在減振軸2-14的中徑軸2-14-3的端部，所述減振軸套筒2_16套裝在減 振軸2-14的大徑軸2-14-2與第二單向軸承2-13之間的減振軸2_14的中徑軸2_14_3上， 所述巻簧軸套筒2-17固定套裝在中心階梯孔2-9-1的小孔徑端的軸體2-9-2上，所述蝸巻 彈簧2-10套裝在巻簧軸2-9的軸體2-9-2上，且位于凸沿2-9-3與巻簧軸套筒2_17之間， 蝸巻彈簧2-10的內(nèi)端頭卡裝在巻簧軸2-9的卡槽2-9-5內(nèi)，所述中心階梯孔2-9-1的大孔 徑端的的軸體2-9-2的外壁通過深溝球軸承2-6與左殼體2-19滾動(dòng)連接，所述減振軸2_14 的大徑軸2-14-2的外壁通過第二深溝球軸承2-11與右殼體2-18滾動(dòng)連接，所述左殼體
2- 19和右殼體2-18相互固定扣裝，所述輪轂2-7固定套裝在第一深溝球軸承2-6與巻簧 軸2-9的凸沿2-9-3之間，所述輪轂2-7與巻簧軸2_9的凸沿2_9_3相對(duì)的面上開有驅(qū)動(dòng) 銷運(yùn)動(dòng)軌跡滑槽2-7-1 ，所述巻線筒2-8固定安裝在輪轂2-7的外壁上，所述蝸巻彈簧2-10 的外端頭與巻線筒2-8的內(nèi)壁固定連接，所述驅(qū)動(dòng)銷2-20的一端固定安裝在凸沿2-9-3的 徑向驅(qū)動(dòng)豁口 2-9-4內(nèi)，驅(qū)動(dòng)銷2-20的另一端滑動(dòng)安裝在驅(qū)動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)軌跡滑槽2-7-1內(nèi)， 所述減振軸2-14的大徑軸2-14-2與巻線筒2-8間隙配合； 所述鎖緊解鎖機(jī)構(gòu)3由解鎖電機(jī)3-l、解鎖減速器3-2、減速器套3-3、減速器轂
3- 4、聯(lián)軸器3-6、緊定螺釘3-7、解鎖軸3-8、兩個(gè)第三深溝球軸承3_9、解鎖螺母3_10、支架 3-ll、軸承端螺母3-12、螺母銷3-13、鎖緊連桿3-14、連桿軸3_15和套筒3_16組成；所述鎖 緊連桿3-14為齒條，所述解鎖電機(jī)3-1的輸出端與解鎖減速器3-2的輸入端連接，所述解 鎖減速器3-2通過減速器轂3-4和減速器套3-3固定安裝在支架3-11上，解鎖減速器3_2 的輸出端通過聯(lián)軸器3-6和緊定螺釘3-7與解鎖軸3-8固定連接，所述解鎖軸3-8的中部 設(shè)有螺紋，所述解鎖螺母3-10與解鎖軸3-8螺紋連接，所述支架3-11的上端面上開有螺紋 孔3-ll-l，所述支架3-11通過兩個(gè)第三深溝球軸承3-9與解鎖軸3-8滾動(dòng)連接，所述軸承 端螺母3-12與支架3-11上端螺紋連接，所述鎖緊連桿3-14的一端通過螺母銷3-13與解 鎖螺母3-10固定連接，所述鎖緊連桿3-14的另一端與連桿軸3-15轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述連桿軸 3-15與支架3-11固定連接，所述套筒3-16套裝在連桿軸3-15上，且位于右殼體2_18與鎖 緊連桿3-14之間，鎖緊輪2-12置于支架3-11內(nèi)，且鎖緊輪2-12與鎖緊連桿3_14相對(duì)應(yīng) 設(shè)置； 所述線纜箱體4由前端蓋4-l、箱體4-3和后端蓋4_2組成；所述箱體4_3的一端 扣裝有前端蓋4-l，箱體4-3的另一端扣裝有后端蓋4-2，所述前端蓋4-1和后端蓋4-2上 均開有線纜通過孔4-4 ; 所述電氣接口 5由針插座5-1和插座支架5-2組成；所述針插座5_1固定安裝在 插座支架5-2上，所述插座支架5-2固定安裝在線纜箱體4的箱體4-3上端面上；
所述推進(jìn)機(jī)構(gòu)1通過兩個(gè)鏈接接口 1-14固定安裝在線纜箱體4的箱體4-3的側(cè) 面上；所述纏繞機(jī)構(gòu)2通過右殼體2-18和左殼體2-19固定安裝在線纜箱體4的后端蓋4_2 上；所述鎖緊解鎖機(jī)構(gòu)3通過支架3-11固定安裝在纏繞機(jī)構(gòu)2的右殼體2-18上，所述連 接線繩6儲(chǔ)存在線纜箱體4內(nèi)，所述連接線繩6的一端穿入膨脹缸1-4固定在錨桿銷1-11 上，所述連接線繩6的另一端穿過線纜通過孔4-4與纏繞機(jī)構(gòu)2的巻線筒2-8固接，所述纏 繞電機(jī)2-1和解鎖電機(jī)3-1分別通過一根導(dǎo)線7與針插座5-1連接。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的錨尖1-1的錐度13為 15° 。如此設(shè)置，便于射入小行星表面，具有較佳的穿透深度。其它組成和連接關(guān)系與具體
9實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的倒鉤1-2與錨尖1-1母 線之間的夾角a為10-20° 。如此設(shè)置，便于射入小行星表面，附著力大。其它組成和連接 關(guān)系與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的倒鉤1-2由彈性材料制 成。如此設(shè)置，增加了錨體在堅(jiān)硬介質(zhì)中的附著力。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二或三相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的倒鉤1-2的數(shù)量為六 個(gè)。如此設(shè)置，附著力強(qiáng)。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的撕裂銷l-6的中部的敏 感段1-6-1的直徑為2. 5mm。如此設(shè)置，增加了撕裂銷1_6的敏感度。其它組成和連接關(guān)系 與具體實(shí)施方式
一、二、三、四或五相同。
具體實(shí)施方式
七結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的推進(jìn)機(jī)構(gòu)l還增加有活 塞密封圈l-10，所述活塞密封圈1-10設(shè)置在活塞1-5與膨脹缸1-4之間。如此設(shè)置，起到 密封高壓氣體的作用，減小高壓氣體泄漏，增強(qiáng)高壓氣體對(duì)活塞1-5的推力。其它組成和連 接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二、三、四、五或六相同。
具體實(shí)施方式
八結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的推進(jìn)機(jī)構(gòu)l還增加有多 個(gè)緩沖密封圈l-12，所述多個(gè)緩沖密封圈1-12并列固定安裝在階梯孔1-4-1的階梯處。如 此設(shè)置，減小了活塞1-5卡在膨脹缸1-4時(shí)的沖擊，同時(shí)減小了整個(gè)錨定位系統(tǒng)的振動(dòng)。其 它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二、三、四、五、六或七相同。 本發(fā)明的工作原理(參見圖1-圖18):本發(fā)明的錨定位系統(tǒng)安裝在著陸器的著陸 架上，在著陸器著陸之前，纏繞電機(jī)2-1通過檢測(cè)其能否反向轉(zhuǎn)動(dòng)來確定是否被損壞，如果 沒有被損壞，則認(rèn)為該錨定位系統(tǒng)性能可靠，然后該錨定位系統(tǒng)進(jìn)入著陸準(zhǔn)備狀態(tài)。在著陸 器著陸且被可靠的固定在小行星表面之前，鎖緊連桿3-14與鎖緊輪2-12 —直處于嚙合狀 態(tài)，在著陸器著陸的瞬間，推進(jìn)機(jī)構(gòu)1被觸發(fā)，錨體被推出膨脹缸1-4并射出小行星表面，與 此同時(shí)，帶有電線的信號(hào)檢測(cè)套筒1-13中的電線被剪斷，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)使得纏繞電機(jī)2-l 開始轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行纏繞連接線繩6，當(dāng)連接線繩6拉緊后，纏繞電機(jī)2-1斷電，如果需要對(duì)著陸 器的高度進(jìn)行調(diào)整，解鎖電機(jī)3-1反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鎖緊連桿3-14與纏繞機(jī)構(gòu)2的鎖緊輪2-12 分離，連接線繩6被從巻線筒2-8拉出，著陸器的高度得到調(diào)整。本發(fā)明的錨定位系統(tǒng)的具 體運(yùn)行過程如下本發(fā)明的推進(jìn)機(jī)構(gòu)1通過火工品1-9產(chǎn)生的高壓氣體進(jìn)行工作，火工品 l-9被觸發(fā)時(shí)，于燃燒室1-8中產(chǎn)生高壓氣體，此高壓氣體通過活塞帽l-7上的高壓氣體通 孔1-7-2打在撕裂銷1-6的端面上，撕裂銷1-6的敏感段1-6-1被拉斷，撕裂銷1-6帶動(dòng) 活塞l-5將錨體以極高的速度推出膨脹缸l-4，在錨體被推動(dòng)時(shí)，帶有電線的信號(hào)檢測(cè)套筒 1-13中的電線被剪斷，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)傳遞給與針插座5-1連接的錨定位系統(tǒng)的控制電路， 使得纏繞電機(jī)2-1開始轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行纏繞連接線繩6 ;纏繞機(jī)構(gòu)2的蝸巻彈簧2-10安裝在巻線 筒2-8和巻簧軸2-9之間，建立了柔性連接，防止了巻線筒2-8上的沖擊力對(duì)纏繞電機(jī)2-1 和纏繞電機(jī)減速器2-2造成的損壞，第一單向軸承2-5的作用是允許纏繞電機(jī)2-l反向轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)不帶動(dòng)巻線筒2-8轉(zhuǎn)動(dòng)，而正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)巻線筒2-8轉(zhuǎn)動(dòng)，這就使得纏繞電機(jī)2-1 通過檢測(cè)其能否反向轉(zhuǎn)動(dòng)來辨別經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的太空航行后是否被損壞，第二單向軸承2-13的作用一方面是確保纏繞電機(jī)2-1反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)巻簧軸2-9不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而巻線筒2-8不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面是確保纏繞電機(jī)2-1纏繞連接線繩6過程中巻線筒2-8只能向巻線的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使連接線繩6即使在纏繞電機(jī)2-1斷電后也不會(huì)被從巻線筒2-8拉出。在錨定位系統(tǒng)定位過程中，鎖緊輪2-12和鎖緊/解鎖機(jī)構(gòu)3的鎖緊連桿3-14時(shí)刻處于嚙合狀態(tài)，第二單向軸承2-13起到單向作用，如果要對(duì)著陸器高度進(jìn)行調(diào)整需要放線時(shí)，鎖緊輪
2- 12與鎖緊連桿3-14分開，第二單向軸承2-13的單向作用消失，使得巻線筒2-8可以反向轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到放線的目的。為了防止蝸巻彈簧2-10斷裂而造成的巻簧軸2-9與巻線筒2-8之間沒有連接，導(dǎo)致無法巻線的后果發(fā)生，將輪轂2-7與巻線筒2-8固定，在輪轂2-7上開設(shè)驅(qū)動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)軌跡滑槽2-7-l，在巻簧軸2-9的凸沿2-9-3上開設(shè)徑向驅(qū)動(dòng)豁口 2_9_4，驅(qū)動(dòng)銷2-20的一端安裝在驅(qū)動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)軌跡滑槽2-7-1內(nèi)，另一端安裝在徑向驅(qū)動(dòng)豁口 2-9-4內(nèi)，驅(qū)動(dòng)銷2-20可以在驅(qū)動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)軌跡滑槽2-7-1內(nèi)滑動(dòng)，當(dāng)蝸巻彈簧2-10沒有斷裂時(shí)，驅(qū)動(dòng)銷2-20則不起作用，當(dāng)蝸巻彈簧2-10由于某 原因發(fā)生破壞時(shí)，巻簧軸2-9會(huì)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)銷2-20使其在驅(qū)動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)軌跡滑槽2-7-1內(nèi)滑動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)銷2-20滑到槽的末端時(shí)，驅(qū)動(dòng)銷2-20就會(huì)帶動(dòng)輪轂2-7發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，輪轂2-7再帶動(dòng)巻線筒2-8轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到纏繞連接線繩6的目的；當(dāng)解鎖電機(jī)3-1正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，解鎖螺母3-10沿著解鎖軸3-8向上移動(dòng)，解鎖螺母
3- 10通過螺母銷3-13帶動(dòng)鎖緊連桿3-14繞著連桿軸3-15向上轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到鎖緊連桿3_14與纏繞機(jī)構(gòu)2的鎖緊輪2-12嚙合，相反，當(dāng)解鎖電機(jī)3-1反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)鎖緊連桿3-14與纏繞機(jī)構(gòu)2的鎖緊輪2-12分離。
權(quán)利要求
一種用于小行星著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)，其特征在于錨定位系統(tǒng)由推進(jìn)機(jī)構(gòu)(1)、纏繞機(jī)構(gòu)(2)、鎖緊解鎖機(jī)構(gòu)(3)、線纜箱體(4)、電氣接口(5)、連接線繩(6)和兩根導(dǎo)線(7)組成；所述推進(jìn)機(jī)構(gòu)(1)包括錨體、膨脹缸(1-4)、活塞(1-5)、撕裂銷(1-6)、活塞帽(1-7)、燃燒室(1-8)、火工品(1-9)、錨桿銷(1-11)、帶有電線的信號(hào)檢測(cè)套筒(1-13)和兩個(gè)鏈接接(1-14)；所述錨體由錨尖(1-1)、多個(gè)倒鉤(1-2)和錨桿(1-3)組成，所述多個(gè)倒鉤(1-2)均勻布置在錨尖(1-1)的外壁上，所述錨尖(1-1)的尾端與錨桿(1-3)的一端固定連接，活塞(1-5)設(shè)置在錨桿(1-3)的另一端，所述撕裂銷(1-6)的一端固定安裝在活塞(1-5)的中心通孔(1-5-1)內(nèi)，撕裂銷(1-6)的另一端固定安裝在活塞帽(1-7)的中心盲孔(1-7-1)內(nèi)，撕裂銷(1-6)的中部為敏感段(1-6-1)，所述活塞帽(1-7)上開有多個(gè)高壓氣體通孔(1-7-2)，所述活塞帽(1-7)的外壁與燃燒室(1-8)的內(nèi)壁螺紋連接，所述膨脹缸(1-4)沿其軸線開有階梯孔(1-4-1)，所述錨尖(1-1)、錨桿(1-3)、活塞(1-5)、撕裂銷(1-6)和燃燒室(1-8)依次套裝在膨脹缸(1-4)內(nèi)，所述錨尖(1-1)的尾端與膨脹缸(1-4)之間通過徑向插入的帶有電線的信號(hào)檢測(cè)套筒(1-13)連接，所述燃燒室(1-8)一端的外壁與膨脹缸(1-4)的內(nèi)壁螺紋連接，所述燃燒室(1-8)另一端的中心孔內(nèi)安裝有火工品(1-9)，所述錨桿銷(1-11)安裝在錨桿(1-3)的外壁上，錨桿銷(1-11)與錨桿(1-3)之間為過盈配合，所述兩個(gè)鏈接接口(1-14)并列與膨脹缸(1-4)制成一體；所述纏繞機(jī)構(gòu)(2)由纏繞電機(jī)(2-1)、纏繞電機(jī)減速器(2-2)、電機(jī)支架(2-3)、減速器軸套(2-4)、第一單向軸承(2-5)、第一深溝球軸承(2-6)、輪轂(2-7)、卷線筒(2-8)、卷簧軸(2-9)、蝸卷彈簧(2-10)、第二深溝球軸承(2-11)、鎖緊輪(2-12)、第二單向軸承(2-13)、減振軸(2-14)、軸端擋圈(2-15)、減振軸套筒(2-16)、卷簧軸套筒(2-17)、右殼體(2-18)、左殼體(2-19)和驅(qū)動(dòng)銷(2-20)組成；所述卷簧軸(2-9)由軸體(2-9-2)和凸沿(2-9-3)組成，所述凸沿(2-9-3)設(shè)置于軸體(2-9-2)中部的外壁上，且與軸體(2-9-2)制成一體，所述軸體(2-9-2)上沿其中心線開有中心階梯孔(2-9-1)，所述凸沿(2-9-3)上開有徑向驅(qū)動(dòng)豁口(2-9-4)，所述凸沿(2-9-3)一側(cè)的軸體(2-9-2)上沿其母線開有卡槽(2-9-5)，所述減振軸(2-14)由小徑軸(2-14-1)、大徑軸(2-14-2)和中徑軸(2-14-3)依次制成一體，所述纏繞電機(jī)(2-1)的輸出端與纏繞電機(jī)減速器(2-2)的輸入端連接，所述纏繞電機(jī)減速器(2-2)與電機(jī)支架(2-3)固定安裝，纏繞電機(jī)減速器(2-2)的輸出端與置于電機(jī)支架(2-3)內(nèi)部的減速器軸套(2-4)固定連接，減速器軸套(2-4)通過第一單向軸承(2-5)與軸體(2-9-2)的中心階梯孔(2-9-1)的大孔徑端連接，第一單向軸承(2-5)與軸體(2-9-2)過盈配合，所述減振軸(2-14)的小徑軸(2-14-1)固定安裝在卷簧軸(2-9)的中心階梯孔(2-9-1)的小孔徑端，所述減振軸(2-14)的中徑軸(2-14-3)通過第二單向軸承(2-13)與鎖緊輪(2-12)連接，第二單向軸承(2-13)與鎖緊輪(2-12)之間過盈配合，第一單向軸承(2-5)與第二單向軸承(2-13)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，所述軸端擋圈(2-15)固定安裝在減振軸(2-14)的中徑軸(2-14-3)的端部，所述減振軸套筒(2-16)套裝在減振軸(2-14)的大徑軸(2-14-2)與第二單向軸承(2-13)之間的減振軸(2-14)的中徑軸(2-14-3)上，所述卷簧軸套筒(2-17)固定套裝在中心階梯孔(2-9-1)的小孔徑端的軸體(2-9-2)上，所述蝸卷彈簧(2-10)套裝在卷簧軸(2-9)的軸體(2-9-2)上，且位于凸沿(2-9-3)與卷簧軸套筒(2-17)之間，蝸卷彈簧(2-10)的內(nèi)端頭卡裝在卷簧軸(2-9)的卡槽(2-9-5)內(nèi)，所述中心階梯孔(2-9-1)的大孔徑端的的軸體(2-9-2)的外壁通過深溝球軸承(2-6)與左殼體(2-19)滾動(dòng)連接，所述減振軸(2-14)的大徑軸(2-14-2)的外壁通過第二深溝球軸承(2-11)與右殼體(2-18)滾動(dòng)連接，所述左殼體(2-19)和右殼體(2-18)相互固定扣裝，所述輪轂(2-7)固定套裝在第一深溝球軸承(2-6)與卷簧軸(2-9)的凸沿(2-9-3)之間，所述輪轂(2-7)與卷簧軸(2-9)的凸沿(2-9-3)相對(duì)的面上開有驅(qū)動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)軌跡滑槽(2-7-1)，所述卷線筒(2-8)固定安裝在輪轂(2-7)的外壁上，所述蝸卷彈簧(2-10)的外端頭與卷線筒(2-8)的內(nèi)壁固定連接，所述驅(qū)動(dòng)銷(2-20)的一端固定安裝在凸沿(2-9-3)的徑向驅(qū)動(dòng)豁口(2-9-4)內(nèi)，驅(qū)動(dòng)銷(2-20)的另一端滑動(dòng)安裝在驅(qū)動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)軌跡滑槽(2-7-1)內(nèi)，所述減振軸(2-14)的大徑軸(2-14-2)與卷線筒(2-8)間隙配合；所述鎖緊解鎖機(jī)構(gòu)(3)由解鎖電機(jī)(3-1)、解鎖減速器(3-2)、減速器套(3-3)、減速器轂(3-4)、聯(lián)軸器(3-6)、緊定螺釘(3-7)、解鎖軸(3-8)、兩個(gè)第三深溝球軸承(3-9)、解鎖螺母(3-10)、支架(3-11)、軸承端螺母(3-12)、螺母銷(3-13)、鎖緊連桿(3-14)、連桿軸(3-15)和套筒(3-16)組成；所述鎖緊連桿(3-14)為齒條，所述解鎖電機(jī)(3-1)的輸出端與解鎖減速器(3-2)的輸入端連接，所述解鎖減速器(3-2)通過減速器轂(3-4)和減速器套(3-3)固定安裝在支架(3-11)上，解鎖減速器(3-2)的輸出端通過聯(lián)軸器(3-6)和緊定螺釘(3-7)與解鎖軸(3-8)固定連接，所述解鎖軸(3-8)的中部設(shè)有螺紋，所述解鎖螺母(3-10)與解鎖軸(3-8)螺紋連接，所述支架(3-11)的上端面上開有螺紋孔(3-11-1)，所述支架(3-11)通過兩個(gè)第三深溝球軸承(3-9)與解鎖軸(3-8)滾動(dòng)連接，所述軸承端螺母(3-12)與支架(3-11)上端螺紋連接，所述鎖緊連桿(3-14)的一端通過螺母銷(3-13)與解鎖螺母(3-10)固定連接，所述鎖緊連桿(3-14)的另一端與連桿軸(3-15)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述連桿軸(3-15)與支架(3-11)固定連接，所述套筒(3-16)套裝在連桿軸(3-15)上，且位于右殼體(2-18)與鎖緊連桿(3-14)之間，鎖緊輪(2-12)置于支架(3-11)內(nèi)，且鎖緊輪(2-12)與鎖緊連桿(3-14)相對(duì)應(yīng)設(shè)置；所述線纜箱體(4)由前端蓋(4-1)、箱體(4-3)和后端蓋(4-2)組成；所述箱體(4-3)的一端扣裝有前端蓋(4-1)，箱體(4-3)的另一端扣裝有后端蓋(4-2)，所述前端蓋(4-1)和后端蓋(4-2)上均開有線纜通過孔(4-4)；所述電氣接口(5)由針插座(5-1)和插座支架(5-2)組成；所述針插座(5-1)固定安裝在插座支架(5-2)上，所述插座支架(5-2)固定安裝在線纜箱體(4)的箱體(4-3)上端面上；所述推進(jìn)機(jī)構(gòu)(1)通過兩個(gè)鏈接接口(1-14)固定安裝在線纜箱體(4)的箱體(4-3)的側(cè)面上；所述纏繞機(jī)構(gòu)(2)通過右殼體(2-18)和左殼體(2-19)固定安裝在線纜箱體(4)的后端蓋(4-2)上；所述鎖緊解鎖機(jī)構(gòu)(3)通過支架(3-11)固定安裝在纏繞機(jī)構(gòu)(2)的右殼體(2-18)上，所述連接線繩(6)儲(chǔ)存在線纜箱體(4)內(nèi)，所述連接線繩(6)的一端穿入膨脹缸(1-4)固定在錨桿銷(1-11)上，所述連接線繩(6)的另一端穿過線纜通過孔(4-4)與纏繞機(jī)構(gòu)(2)的卷線筒(2-8)固接，所述纏繞電機(jī)(2-1)和解鎖電機(jī)(3-1)分別通過一根導(dǎo)線(7)與針插座(5-1)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于小行星著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)，其特征在于所述錨尖(1-1)的錐度(e)為15° 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于小行星著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)，其特征在于倒鉤(1-2)與錨尖(1-1)母線之間的夾角(a)為10-20° 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述用于小行星著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)，其特征在于倒 鉤(1-2)由彈性材料制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述用于小行星著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)，其特征在于倒鉤(1-2) 的數(shù)量為六個(gè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述用于小行星著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)，其特征在于所述撕裂 銷(1-6)的中部的敏感段(1-6-1)的直徑為2. 5mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或6所述用于小行星著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)，其特征在于 所述推進(jìn)機(jī)構(gòu)(1)還包括活塞密封圈(l-10)，所述活塞密封圈(1-10)設(shè)置在活塞(1-5)與 膨脹缸(1-4)之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述用于小行星著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)，其特征在于所述推進(jìn) 機(jī)構(gòu)(1)還包括多個(gè)緩沖密封圈(l-12)，所述多個(gè)緩沖密封圈(1-12)并列固定安裝在階梯 孔(1-4-1)的階梯處。
全文摘要
用于小行星著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)，它涉及一種著陸器探測(cè)的錨定位系統(tǒng)。本發(fā)明解決了伸縮套管連接定位系統(tǒng)存在的錨尖入射時(shí)發(fā)生傾斜，橫向沖擊載荷作用在著陸器上，對(duì)著陸器內(nèi)部?jī)x器造成損壞；并且在入射過程中伸縮套管運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量發(fā)生變化，給估算初始發(fā)射能量帶來困難的問題。推進(jìn)機(jī)構(gòu)固定安裝在線纜箱體的側(cè)面上；纏繞機(jī)構(gòu)固定安裝在線纜箱體的后端蓋上；鎖緊解鎖機(jī)構(gòu)固定安裝在纏繞機(jī)構(gòu)的右殼體上，連接線繩儲(chǔ)存在線纜箱體內(nèi)，連接線繩的一端固定在錨桿銷上，連接線繩的另一端與卷線筒固接，纏繞電機(jī)和解鎖電機(jī)通過導(dǎo)線與針插座連接。本發(fā)明還可用于例如彗星等表面引力較小的小天體的著陸器探測(cè)以及危險(xiǎn)環(huán)境下的機(jī)器人自主作業(yè)。
文檔編號(hào)B64G1/22GK101786504SQ20101011387
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月25日
發(fā)明者劉伊威, 劉宏, 姜力, 張智, 趙京東, 趙志軍 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)