[發明專利]一種基于形狀記憶的多級緩沖行星探測著陸裝置

有效

• 申請號: 202110575374.6
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113148240B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 于征磊;信仁龍;曹青;陳立新;劉瑞佳;劉瑞堯;郭雪;張鈞棟;江山;張志輝
• 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

一種基于形狀記憶的多級緩沖行星探測著陸裝置，包括主緩沖器連接件、壓力傳感器組件、外筒、吸能內芯和緩沖組件，外筒內設有吸能內芯和緩沖組件，吸能內芯包括材質為記憶合金、外形呈橢圓球狀、內部鏤空且外周均布有多個弧形板的吸能單元體和外形呈波浪狀片材的吸能托盤，緩沖組件包括阻尼桿和扇形阻尼，扇形阻尼內部延其徑向向外方向設有多個壓縮彈簧，球頭圓柱設置在扇形阻尼內部且球頭圓柱首尾兩端分別與壓縮彈和阻尼桿配合；通過阻尼桿上設置的規則的凹凸狀突起緩沖結構和扇形阻尼之間的摩擦力產生的內能來吸收著陸過程中產生的沖擊能量，同時阻尼桿的移動推動了球頭圓柱移動，使得壓縮彈簧發生形變，再次起到吸收沖擊能量的作用。

技術領域

本發明涉及行星探測緩沖著陸設備技術領域，具體指一種基于形狀記憶的多級緩沖行星探測著陸裝置。

背景技術

近些年來，人類發射了近200個深空探測器，隨著對深空探測的研究越發深入，人類不僅取得了諸多驕人的成果，還加深了人類對地外空間的了解。月球是距離我們最近的天體，但是它的活動在數十億年前就已經停止，從科學內容上來說并不豐富，所以在這種情況下地外行星的探測對我們了解太陽系的起源和演化更有意義。

在對地外行星進行探索之前，我們面對的一項重大問題就是探測器的著陸問題，針對不同的著陸星球的環境，需要有不同的著陸方式。以火星著陸為例，因火星大氣密度僅為地球大氣的百分之一左右，我們所發射的探測器想要在短時間內進行減速十分困難，其中“天問一號”降落火星就是以大氣減速、氣動減速、降落傘減速以及反推發動機減速四種方案為主要減速方案，最后依靠著陸腿軟著陸的方式著陸到火星表面。

發明內容

為了解決現有技術中著陸器緩沖性能不足、受到較強沖擊后難以恢復形狀和著陸過程中姿態調整能力較差的問題，本發明提供一種基于形狀記憶的多級緩沖行星探測著陸裝置。

一種基于形狀記憶的多級緩沖行星探測著陸裝置，包括主緩沖器連接件、壓力傳感器組件、輔助緩沖器連接件、外筒、著陸底部機構、吸能內芯和緩沖組件；

所述主緩沖器連接件上端與主緩沖器連接，主緩沖器連接件下端通過壓力傳感器組件與外筒上端連接；

所述的外筒內部從上至下依次設有吸能內芯和緩沖組件，外筒下端外緣處設有限位環且外筒外壁設有輔助緩沖器連接件；

所述的吸能內芯包括材質為記憶合金、外形呈橢圓球狀、內部鏤空且外周均布有多個弧形板的吸能單元體和外形呈波浪狀片材的吸能托盤，吸能托盤內還均勻分布有與吸能單元體上下兩接觸面相配合的腔體；

緩沖組件包括阻尼桿和扇形阻尼；

所述的阻尼桿滑動連接在外筒內部且阻尼桿上端設置的隔板與吸能托盤抵觸，阻尼桿下端延伸出外筒后與著陸底部機構連接，阻尼桿中部軸向延伸有規則的凹凸狀突起緩沖結構；

多個扇形阻尼周向等距的焊接在外筒內壁構成扇形阻尼組，扇形阻尼內部延其徑向方向向外設有多個壓縮彈簧，球頭圓柱設置在扇形阻尼內部且球頭圓柱首尾兩端分別與壓縮彈和阻尼桿上設置的規則的凹凸狀突起緩沖結構配合；通過阻尼桿上設置的規則的凹凸狀突起緩沖結構和扇形阻尼之間的摩擦力產生的內能來吸收著陸過程中產生的沖擊能量，同時阻尼桿的移動推動了球頭圓柱向內移動，使得壓縮彈簧發生形變，再次起到吸收沖擊能量的作用；

所述的著陸底部機構包括吸能彈簧、足墊和球形鉸接結構，所述的足墊與球形鉸接結構萬向鉸接，球形鉸接結構上端與阻尼桿下端固定連接，足墊周向均勻分布有多個吸能彈簧，吸能彈簧首尾兩端分別與足墊和阻尼桿下端固定連接；

溫度控制系統包括設置在外筒內壁的電熱絲，用于對吸能內芯進行加熱。

本發明的有益效果是：

（1）本發明的基于形狀記憶的多級緩沖行星探測著陸裝置，包括著