[发明专利]一种用于空降设备软着陆的气动人工肌肉收缩装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于空降设备软着陆的气动人工肌肉收缩装置，属于航天技术领域。

背景技术

在航天技术领域中，空降设备及航天飞行器等大型设备的空降都会涉及到软着陆问题，即以较小的速度着陆，一般都是利用降落伞的空气阻力进行减速的，但是降落伞的减速是有一定限度的，当负载过重时，传统降落伞利用空气阻力缓冲已经不能满足我们对着陆速度的要求，因此，需要在着陆时，进一步采取缓冲着陆和减速措施，对空降设备进行减速，或者吸收空降设备的下降动能，降低着陆冲击及加速度峰值；采用缓冲气囊缓冲装置在着陆后的有限距离内消耗掉能量实现软着陆，缓冲效果明显，但其受外部气候条件影响较大，导致稳定性差；着陆缓冲火箭能实现大缓冲行程的软着陆，着陆速度可缓冲到零，但结构复杂；海上溅水软着陆可以使着陆冲击加速度峰值明显减小，不过需要控制空降设备着陆位置在海上，局限性大。

发明内容

本发明的目的为了解决现有技术中的不足，提出一种用于空降设备软着陆的气动人工肌肉收缩装置。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明的一种用于空降设备软着陆的气动人工肌肉收缩装置，包括：气动人工肌肉、高度传感器、控制器、气体发生器。

其连接关系为：气动人工肌肉通过气路与气体发生器连接；气体发生器与高度传感器均分别通过电路与控制器连接。

所述的气体发生器优选为火工气体发生器或气瓶。

其工作过程为：在气动人工肌肉未充入气体时，气动肌肉收缩装置与降落伞一起包入降落伞伞包中，气动人工肌肉上端连接在降落伞伞绳交汇点处，下端连接空降设备；高度传感器实时感知空降设备距地高度，并传输给控制器，当空降设备降至距地面的高度与预先设定在控制器内的高度相等时，控制器向气体发生器发送指令，气体发生器根据控制器给出的指令对气动人工肌肉充气，随着气动人工肌肉内部充气压力增大，气动人工肌肉的直径增大、长度缩短，即发生径向膨胀和轴向收缩变形，气动人工肌肉在很短时间内产生一个使空降设备上提的速度，来抵消系统的垂直下降速度。

有益效果

1、本发明的一种用于空降设备软着陆的气动人工肌肉收缩装置，采用了气动人工肌肉作为气动执行元件，由于其重量轻、柔顺性和自阻尼性较好，可通过短时间吸收能量有效减小空降设备落地时受到的冲击且不会导致设备的震荡，且不易受外部气候条件影响；

2、本发明的一种用于空降设备软着陆的气动人工肌肉收缩装置，轻便，整个装置占降落伞伞包空间小于10％；

3、本发明的一种用于空降设备软着陆的气动人工肌肉收缩装置，安全可靠，减速缓冲效果良好，实现简单且成本低廉，适合一次性使用。

附图说明

图1为本发明的一种用于空降设备软着陆的气动人工肌肉收缩装置的结构示意图；

图2为本发明的一种用于空降设备软着陆的气动人工肌肉收缩装置的安装位置示意图；

其中，1-气动人工肌肉、2-高度传感器、3-控制器、4-气体发生器、5-降落伞、6-空降设备。

具体实施方式

实施例1

本发明的一种用于空降设备软着陆的气动人工肌肉收缩装置，包括：气动人工肌肉1、高度传感器2、控制器3、气体发生器4。

其连接关系为：气动人工肌肉1通过气路与气体发生器4连接；气体发生器4与高度传感器2均分别通过电路与控制器3连接。

所述的气体发生器为火工气体发生器。

其工作过程为：在气动人工肌肉1未充入气体时，气动肌肉收缩装置与降落伞5一起包入降落伞伞包中，气动人工肌肉1上端连接在降落伞5伞绳交汇点处，下端连接空降设备6；高度传感器2实时感知空降设备6距地高度，并传输给控制器3，当空降设备6降至距地面的高度与预先设定在控制器3内的高度相等时，控制器3向火工气体发生器发送指令，火工气体发生器根据控制器3给出的指令产生点火动作，点燃固态燃料产生压缩气体，对气动人工肌肉1充气，随着气动人工肌肉1内部充气压力增大，气动人工肌肉1的直径增大、长度缩短，即发生径向膨胀和轴向收缩变形，气动人工肌肉1在很短时间内产生一个使空降设备6上提的速度，来抵消系统的垂直下降速度；从而使空降设备6以很小的速度着陆，根据气动人工肌肉1产生的反方向的能量使冲击着陆点能量大幅减少，冲击着陆点能量减少80％。

实施例2

本发明的一种用于空降设备软着陆的气动人工肌肉收缩装置，包括：气动人工肌肉1、高度传感器2、控制器3、气体发生器4。