[發(fā)明專利]用于上升器發(fā)射返回支架的自主調(diào)姿著陸器

有效

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• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113342021B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓有承;郭為忠
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種用于上升器發(fā)射返回支架的自主調(diào)姿著陸器，其特征在于，包括：具有雙軸傾角傳感器和控制器的主結(jié)構(gòu)箱體、四套兼具自主調(diào)姿功能和著陸緩沖功能的腿機構(gòu)及其調(diào)姿驅(qū)動機構(gòu)，其中：四套腿機構(gòu)均布于主結(jié)構(gòu)箱體外部，調(diào)姿驅(qū)動機構(gòu)位于主結(jié)構(gòu)箱體內(nèi)部；控制器提取雙軸傾角傳感器反饋的機身姿態(tài)信息并分析實際著陸工況，在著陸緩沖階段，調(diào)姿驅(qū)動機構(gòu)抱死以使得腿機構(gòu)安裝板牢固地貼合在主結(jié)構(gòu)箱體配合面上；在自主調(diào)姿階段，調(diào)姿驅(qū)動機構(gòu)能夠控制整個腿機構(gòu)繞著安裝板上的轉(zhuǎn)動鉸鏈軸線作整體旋轉(zhuǎn)；

所述的腿機構(gòu)包括：腿機構(gòu)安裝板、一套主緩沖支柱、兩套輔緩沖支柱、腿機構(gòu)動平臺和足墊，其中：腿機構(gòu)安裝板通過底邊的轉(zhuǎn)動鉸鏈與主結(jié)構(gòu)箱體側(cè)面連接，腿機構(gòu)安裝板的上端通過轉(zhuǎn)動鉸鏈與調(diào)姿驅(qū)動機構(gòu)連接，腿機構(gòu)安裝板的底邊通過兩個虎克鉸與兩個輔緩沖支柱的外套筒分別連接，腿機構(gòu)安裝板的上端通過虎克鉸與主支柱外套筒連接，腿機構(gòu)動平臺與主緩沖支柱外套筒剛性固連，并通過兩個球鉸與輔緩沖支柱的活塞桿連接；

所述的調(diào)姿驅(qū)動機構(gòu)包括：豎直安裝的兩套齒輪傳動裝置和四套換位執(zhí)行裝置，其中：齒輪傳動裝置設(shè)置于主結(jié)構(gòu)箱體內(nèi)部并用于傳遞動力，四套換位執(zhí)行裝置與四套腿機構(gòu)一一連接，相對安裝的兩套換位執(zhí)行裝置和腿機構(gòu)為一組，在兩套齒輪傳動裝置的分別驅(qū)動下，兩組換位執(zhí)行裝置和腿機構(gòu)分別受控調(diào)節(jié)橫滾角和俯仰角這兩個自由度，對于每組中的兩套換位執(zhí)行裝置和腿機構(gòu)，其中一套用于順時針調(diào)節(jié)某一自由度，而另一套則用于逆時針調(diào)節(jié)該自由度；

所述的齒輪傳動裝置包括：第一套齒輪傳動裝置和第二套齒輪傳動裝置，每套齒輪傳動裝置包括：驅(qū)動小齒輪、兩個傳動小齒輪、傳動大齒輪，所有齒輪均定軸轉(zhuǎn)動，驅(qū)動小齒輪與動力源連接，且與傳動大齒輪相互嚙合，傳動小齒輪與換位執(zhí)行裝置的離合器連接，且與傳動大齒輪相互嚙合；

每套換位執(zhí)行裝置包括：法蘭筒、第一執(zhí)行連桿及制動器、第二執(zhí)行連桿、一套絲桿導軌及安裝座組件和離合器，其中：第一執(zhí)行連桿上設(shè)有制動器，二者在導軌上滑動或通過制動器抱死使第一執(zhí)行連桿相對導軌固定，第二執(zhí)行連桿一端通過轉(zhuǎn)動鉸鏈與第一執(zhí)行連桿相連，另一端通過轉(zhuǎn)動鉸鏈與腿機構(gòu)安裝板上端的轉(zhuǎn)動鉸鏈相連，離合器一端固定在絲杠上，另一端在控制信號的作用下可以相對傳動小齒輪松開或者抱死；

所述的第一執(zhí)行連桿上設(shè)有螺母以便在絲杠的驅(qū)動下往復直線運動；

所述的自主調(diào)姿是指：控制器確定橫滾角和俯仰角這兩個自由度的調(diào)節(jié)方向和調(diào)節(jié)角度大小，從而在兩組換位執(zhí)行裝置和腿機構(gòu)中各選取一套，并通過兩套齒輪傳動裝置分別驅(qū)動；通過控制四個離合器選擇性地使每組中需要驅(qū)動控制的換位執(zhí)行裝置與傳動小齒輪連接抱死，而使不需要驅(qū)動控制的換位執(zhí)行裝置與傳動小齒輪松開分離，從而控制機身順時針或者逆時針在自由度方向上轉(zhuǎn)動調(diào)姿；在兩個動力源的驅(qū)動輸入下，兩套齒輪傳動裝置分別將動力傳遞給其中兩套換位執(zhí)行裝置，并進而驅(qū)動兩套正交布置的腿機構(gòu)，在調(diào)姿過程中，雙軸傾角傳感器實時獲取機身姿態(tài)信息并反饋給控制器，直至機身達到預期橫滾角和俯仰角時調(diào)姿過程結(jié)束。