[發明專利]基于氣體懸浮的小行星探測器著陸模擬裝置

在審

• 申請號: 201810347097.1
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108545216A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 全齊全;黃江川;鄧宗全;王國慶;唐德威;姜生元;侯緒研
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 宋詩非

基于氣體懸浮的小行星探測器著陸模擬裝置，屬于著陸模擬領域，解決了現有小行星探測器著陸模擬裝置無法模擬切向殘余速度對對小行星探測器著陸的影響的問題。所述小行星探測器著陸模擬裝置：高壓氣體生成單元根據其產生的高壓氣體使小行星探測器懸浮在空氣中。著陸地形模擬單元用于模擬小行星探測器的著陸地形。著陸殘余速度控制單元用于控制懸浮在空氣中的小行星探測器以預定的法向殘余速度和切向殘余速度著陸在著陸地形模擬單元上。本發明所述的基于氣體懸浮的小行星探測器著陸模擬裝置特別適用于在地面上模擬小行星探測器的著陸。

技術領域

本發明涉及一種太空探測器著陸模擬裝置，屬于著陸模擬領域。

背景技術

小行星探測是人類探尋宇宙起源和開發空間資源的重要手段。現有小行星的探測方式主要包括繞小行星飛行觀測和小行星表面著陸探測。這其中，小行星表面著陸探測因能夠直接獲得小行星表面的樣品材料而更有助于對小行星的組成成分和地質形成的研究。

由于小行星表面幾乎沒有引力，小行星探測器在小行星表面的著陸與錨固是小行星表面著陸探測的關鍵環節。在著陸過程中，小行星探測器采用圖像識別技術來識別小行星表面地形，并根據小行星表面地形對其著陸進行導航控制。當小行星探測器接觸小行星表面時，會受到瞬時沖擊，因此，無法通過控制算法來消除小行星探測器的著陸姿態偏差和法、切向殘余速度。當小行星探測器的著陸姿態偏差和法、切向殘余速度超出安全值時，小行星探測器將無法穩固地附著在小行星表面上，進而影響后續的探測工作。因此，十分有必要在地面上進行小行星探測器著陸模擬實驗，以研究小行星探測器在不同著陸姿態和法、切向殘余速度下的著陸性能。

現有的小行星探測器著陸模擬裝置通常采用單擺懸吊法來模擬小行星探測器的著陸。通過這類小行星探測器著陸模擬裝置能夠模擬小行星表面地形和法向殘余速度對小行星探測器著陸的影響。然而，由于懸吊繩的影響，這類小行星探測器著陸模擬裝置無法模擬切向殘余速度對小行星探測器著陸的影響。

發明內容

本發明為解決現有小行星探測器著陸模擬裝置無法模擬切向殘余速度對對小行星探測器著陸的影響的問題，提出了一種基于氣體懸浮的小行星探測器著陸模擬裝置。

本發明所述的基于氣體懸浮的小行星探測器著陸模擬裝置包括高壓氣體生成單元、著陸地形模擬單元和著陸殘余速度控制單元；

高壓氣體生成單元根據其產生的高壓氣體使小行星探測器懸浮在空氣中；

著陸地形模擬單元用于模擬小行星探測器的著陸地形；

著陸殘余速度控制單元用于控制懸浮在空氣中的小行星探測器以預定的法向殘余速度和切向殘余速度著陸在著陸地形模擬單元上。

作為優選的是，高壓氣體生成單元包括氣浮底座1、空氣壓縮機2和第一氣體調壓閥3；

氣浮底座1為平板形且中空設置，在氣浮底座1的上表面上密布設置有多個噴氣孔；

空氣壓縮機2的氣體輸出端口通過第一氣體調壓閥3同時與氣浮底座1的多個氣體輸入端口相連通。

作為優選的是，氣浮底座1的多個氣體輸入端口均勻分布在氣浮底座1的四個側面上。

作為優選的是，在氣浮底座1的下表面的四個頂角處均設置有配重支腳4。

作為優選的是，配重支腳4通過螺桿與氣浮底座1固連，配重支腳4與氣浮底座1的間距可調。

作為優選的是，著陸地形模擬單元包括底板和著陸地形模擬區，著陸地形模擬區設置在底板上。

作為優選的是，底板豎直固設在氣浮底座1的上表面的一側；

著陸殘余速度控制單元包括氣浮墊5、型材支架6、氣瓶7、第二氣體調壓閥8、第一電磁流量調節閥9、第二電磁流量調節閥10、第一噴氣嘴11、第二噴氣嘴12和電磁流量調節閥控制器；