[發(fā)明專利]小型化可生存智能深空高速撞擊器

有效

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• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111731516B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 張松濤;王偉;王云財;彭玉明;衣樣;韓檸;劉輝;楊偉光;董煬;李敬一;李偉楠
• 申請（專利權）人: 北京控制與電子技術研究所
• 主分類號: B64G1/52
• 分類號: B64G1/52;B64G1/66;B64G1/24
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

本發(fā)明屬于深空探測技術領域，具體涉及一種小型化可生存智能深空高速撞擊器。旨在解決現(xiàn)有技術中深空撞擊器體積大、成本高且撞擊后無法生存的問題。本發(fā)明提供的小型化可生存智能深空高速撞擊器采用高加固單元與高集成單元雙系統(tǒng)設計方法，基于著陸撞擊后有效載荷的利用率進行分級防護，基于分時分工原理，將撞擊后高利用率的有效載荷進行多層復合式防護緩沖結構進行保護，合理分配有限資源，以保證本發(fā)明在深空撞擊任務中，通過自主智能化管理實現(xiàn)任務軌跡自主規(guī)劃、飛行過程自主導航、撞擊區(qū)域自主選擇等高精度導航制導控制，而且能夠實現(xiàn)撞后生存自主管理。

技術領域

本發(fā)明屬于深空探測技術領域，具體涉及一種小型化可生存智能深空高速撞擊器。

背景技術

現(xiàn)有技術中，我國尚未開展火星及以遠的深空探測任務，在地外天體探測方面缺乏相應工程經驗。特別是與地外天體高速撞擊探測相關的小型智能撞擊器總體技術、高精度自主末制導技術、高速撞擊緩沖減振技術和表面駐留生存技術等的相關工程進展。現(xiàn)有技術中的深空撞擊器體積大、成本高，撞擊后無法生存，無法滿足火星系、小行星、月球等不同類型地外天體高速撞擊穿透探測的任務需求。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術中的上述問題，即為了解決現(xiàn)有技術中深空撞擊器體積大、成本高且撞擊后無法生存的問題，本發(fā)明提供了一種小型化可生存智能深空高速撞擊器，包括加固單元、集成單元和貯箱，所述集成單元和所述貯箱對稱分布于所述加固單元周側。所述加固單元的外殼前端為卵形結構；所述加固單元內部設置有探測處理器、電源模塊、通信模塊、監(jiān)測模塊、驅動裝置和防護緩沖結構；所述防護緩沖結構用于固定并支承所述探測處理器、所述電源模塊、所述通信模塊、所述監(jiān)測模塊、所述驅動裝置；所述電源模塊輸入端設置有儲能元件；所述探測處理器配置為基于預設的通信規(guī)則，將所述監(jiān)測模塊采集到的數(shù)據(jù)作為第一數(shù)據(jù)信號發(fā)送至所述通信模塊；所述加固單元外殼后端為圓柱體，所述圓柱體底部設置有可旋轉圓盤，所述圓盤上設置有弧形軌道；所述弧形軌道一端設置于所述圓盤內部并封閉，另一端延伸于所述圓盤外部，所述通信模塊包括第一通信設備，所述第一通信設備裝設于所述弧形軌道的封閉端；所述集成單元用于控制撞擊器自主導航及制導控制規(guī)劃，所述集成單元包括通信連接的姿態(tài)導航控制系統(tǒng)和主控模塊，所述主控模塊與所述驅動裝置無線通信連接，所述主控模塊配置為基于所述姿態(tài)導航控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)控制所述驅動裝置啟動，所述驅動裝置的輸出端與所述圓盤連接，所述圓盤能夠在所述驅動裝置的驅動下沿自身軸線旋轉，所述第一通信設備在所述圓盤旋轉時能夠沿所述弧形軌道延伸方向運動。

在一些優(yōu)選技術方案中，所述防護緩沖結構包括至少兩層殼體，任意相鄰的兩個所述殼體之間填充有至少兩種緩沖材料疊加構成的緩沖結構。

在一些優(yōu)選技術方案中，所述防護緩沖結構包括至少兩層殼體，任意相鄰的兩個所述殼體之間填充有由緩沖材料折疊構成的緩沖結構，所述緩沖結構具有若干褶皺；所述緩沖結構與所述殼體的接觸面具有若干個接觸面折痕，所述緩沖結構背離所述殼體的一面為緩沖面，所述緩沖面具有若干個第一緩沖面折痕及形成于相鄰兩個所述緩沖面折痕之間的第二緩沖面折痕，所述第二緩沖面折痕在該緩沖結構的徑向上位于所述接觸面折痕與所述第一緩沖面折痕之間，若干個所述第一緩沖面折痕的相鄰所述第一緩沖面折痕之間的周向間距呈大到小的交替排列。

在一些優(yōu)選技術方案中，所述第一通信設備為球體結構，所述球體結構外表面設置有天線陣列網。

在一些優(yōu)選技術方案中，所述通信模塊還包括第二通信設備、第三通信設備，所述第二通信設備用于接收第二數(shù)據(jù)信號，并將所述第二數(shù)據(jù)信號發(fā)送至所述探測處理器，所述探測處理器基于所述第二數(shù)據(jù)信號通過所述電源模塊控制所述第三通信設備的開關狀態(tài)，所述第三通信設備用于向外部設備傳輸所述第一數(shù)據(jù)信號。

在一些優(yōu)選技術方案中，所述姿態(tài)導航控制系統(tǒng)包括導航敏感器、星敏感器、信號處理器、飛行控制器、慣性測量模塊、能源模塊、發(fā)射模塊及天線。