[發明專利]一種基于記憶合金的梯度吸能內芯行星探測緩沖著陸腿

有效

• 申請號: 202110091987.2
• 申請日: 2021-01-23
• 公開（公告）號: CN112722337B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 于征磊;信仁龍;徐澤洲;陳立新;曹青;劉瑞堯;張志輝;任露泉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B64G1/62
• 分類號: B64G1/62
• 代理公司: 安徽濰達知識產權代理事務所(普通合伙) 34166
• 代理人: 王君安

一種基于記憶合金的梯度吸能內芯行星探測緩沖著陸腿，包括主緩沖器連接件，主緩沖器連接件與壓力傳感器連接，壓力傳感器與傳感器下連接件相連，外筒首端與傳感器下連接件連接，外筒內壁設有加熱層，內筒滑動滑動連接在外筒內部，內筒首端設有活塞，內筒末端通過球形鉸桿轉動連接有足墊，外筒內部活塞與傳感器下連接件之間連接設有第一吸能內芯和第二吸能內芯，外筒側壁連接有貫穿至外筒內部的液體導管，導熱液填充在外筒內部活塞與傳感器下連接件之間并能在液體導管內流通，該著陸腿具備較強的運動過程中著陸器能量吸收能力以及形狀自恢復能力，因其具有形狀記憶恢復功能，故使得此著陸腿可以重復使用，便于回收二次利用。

技術領域

本發明屬于航空航天技術設備技術領域，具體涉及一種基于記憶合金的梯度吸能內芯行星探測緩沖著陸腿。

背景技術

隨著航空航天技術的發展，人類想要走出地球，探索宇宙獲得太空中的眾多資源的愿望越來越強。從上世紀五六十年代開始，人類就開始向外太空發射了多種航天器，從飛出地球到月球勘探再到火星探測，人類向外太空探索的腳步逐漸向前，我們不僅可以通過星際探測器觀測它們及其衛星的地質結構、表面形狀、周圍環境等，發現行星上的珍貴礦藏，為將來的資源開采、建立外太空經濟打下基礎，并且可以通過對行星上的化學元素進行采樣分析，了解星系的起源、演變及現狀，探索生命的起源。

然而在外星表面著陸時，需要應對復雜的著陸條件，為了保護著陸器上的科學探測儀器，著陸緩沖的關鍵技術必不可少。又因外太空著陸的特殊性和不可重復性這就要求星際著陸器要可靠、可回收、可重復使用，從而降低成本、提高著陸器的使用效率；在各種著陸方式中。機械方式可靠性高、應用范圍廣，所以設計出重量輕，強度大、承力性能良好的著陸緩沖結構十分必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于記憶合金的梯度吸能內芯行星探測緩沖著陸腿。該著陸腿具備較強的運動過程中著陸器能量吸收能力以及形狀自恢復能力，可用于行星探測活動中，并且可以攜帶較重的載荷，因其具有形狀記憶恢復功能，故使得此著陸腿可以重復使用，便于回收二次利用。

一種基于記憶合金的梯度吸能內芯行星探測緩沖著陸腿，包括主緩沖器連接件，主緩沖器連接件上端與主緩沖器相連接，主緩沖器連接件下端與壓力傳感器連接，主緩沖器連接件下端與壓力傳感器上的壓力膜片抵觸，壓力傳感器下端與傳感器下連接件緊固相連，外筒首端與傳感器下連接件緊固連接，外筒末端通過緊固連接有內徑小于外筒內徑的限位環，外筒內壁設有加熱層，內筒滑動滑動連接在外筒內部，內筒首端設有抵觸在外筒內壁并能隨內筒滑動的活塞，內筒中部設有延其軸向延伸的滑槽，限位環內壁抵觸在內筒滑槽內，內筒末端通過球形鉸桿轉動連接有足墊，足墊上端與內筒下端之間均勻分布有至少3組吸能彈簧，外筒內部活塞與傳感器下連接件之間連接設有第一吸能內芯和第二吸能內芯，第一吸能內芯與第二吸能內芯之間安裝有隔板，隔板中設有連通孔，外筒側壁連接有貫穿至外筒內部的液體導管，導熱液填充在外筒內部活塞與傳感器下連接件之間并能在液體導管內流通，外筒外壁還設有輔助緩沖器連接件；

第一吸能內芯和第二吸能內芯以NITI形狀記憶合金為基材構建。

本發明的有益效果：

1.本發明具備較強的著陸緩沖性能、姿態控制能力和可恢復性。

2.仿生吸能緩沖結構的使用，可以有效地提高著陸器腿的抗沖擊吸能的能力，兩種仿生緩沖吸能內芯結構在著陸器著陸過程中，吸能內芯結構采用變形的方式吸收著陸器落地時產生的沖擊動能，足墊與內筒相連接的部位通過設置球形鉸桿，使得著陸腿有多個自由度，有利于在著陸運動過程中保持著陸器本體姿態的平穩，吸能彈簧的應用增加了著陸腿的緩沖減震性能同時增加了足墊的穩定性。

3.第一吸能內芯和第二吸能內芯以NITI形狀記憶合金為基材構建，該材料本身的高彈性以及形狀記憶效應，不僅可以增強探測著陸器的抗沖擊吸能的能力，還能在著陸時所受沖擊能量過大時，第一吸能內芯和第二吸能內芯結構形變后，著陸緩沖結構能夠在智能溫度控制系統的控制下，恢復形狀，有利于探測器的安全著陸，以及結構后續的回收使用。