[发明专利]用于火箭回收的机械手

说明书

本发明涉及一种用于火箭回收的机械手，主要用于一级火箭的回收，机械手结构包括手爪、手臂、着陆平台、大缓冲液压缸、小缓冲液压缸、驱动液压缸、伸缩式悬臂梁和伸缩式支撑腿。伸缩式悬臂梁和伸缩式支撑腿固连，伸缩式悬臂梁与驱动液压缸、驱动液压缸与手臂、手臂与底部平台间均通过圆柱销连接，大缓冲液压缸和小缓冲液压缸位于底部平台上；火箭着陆时伸缩式悬臂梁和伸缩式支撑腿由收起状态转为打开状态，驱动液压缸驱动手臂打开，当火箭降落到着陆平台时，驱动液压缸运动使手臂收拢，实现火箭的着陆缓冲。本机械手缓冲性能优异，安全性能高，结构简单，成本较低，可重复使用，能实现火箭着陆时的自动扶正。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体涉及一种用于火箭回收的机械手。

背景技术

研究可重复运载火箭的发射和回收，主要的目的就是为了降低发射成本。众所周知，一直以来航天发射成本居高不下，运输1kg的物体上天，成本大约是1至2万美元，主要是因为运载火箭是一次性使用的原因。据我国航天专家庞之浩所介绍，运载火箭第一级回收成功，可节约成本80％。

国外研究火箭回收的典型代表为美国太空探索公司(SpaceX)，经历四次火箭回收失败后，终于实现了回收火箭的平稳着陆，“猎鹰9”号运载火箭在将货运飞船送入太空后，一级火箭垂直降落在海上平台。“猎鹰9”号回收采用的是火箭发动机反推减速和海上平台接收，着陆支架减震模式。这种方式下，火箭着陆时易发生偏斜、倾倒，甚至产生爆炸。

针对火箭回收问题，设计了一种用于火箭回收的机械手，这种机械手可重复使用，并且在火箭着陆时即使发生小角度的偏斜，也可实现自动扶正。实现火箭的安全平稳着陆。

发明内容

为了实现火箭回收的安全着陆，提供了一种用于火箭回收的机械手，它提供了一种新的火箭回收着陆方法，能实现火箭回收的安全着陆。

本发明提供一种用于火箭回收的机械手，包括手爪、手臂、着陆平台、小缓冲液压缸、大缓冲液压缸、驱动液压缸、伸缩式悬臂梁和伸缩式支撑腿，所述手爪与所述手臂固连，所述手臂的第一连接端通过所述圆柱销与底部平台连接，所述手臂的第二连接端通过所述圆柱销与所述驱动液压缸的上杆相连，所述驱动液压缸的缸体通过所述圆柱销与所述伸缩式悬臂梁相连，所述伸缩式悬臂梁与所述伸缩式支撑腿相连；所述着陆平台与所述小缓冲液压缸的第一端相连，所述小缓冲液压缸的第二端与所述大缓冲液压缸相连，所述大缓冲液压缸与所述底部平台相连；所述手爪的数量、所述手臂的数量、所述驱动液压缸的数量、所述伸缩式悬臂梁的数量、所述伸缩式支撑腿的数量均相等，各装置沿所述陆平台圆周方向均匀分布。

优选地，所述手爪、所述手臂和所述伸缩式悬臂梁大臂能同步展开及同步收拢，所述伸缩式悬臂梁的伸缩运动能带动所述驱动液压缸，以驱动所述手臂实现相应展开和收拢，所述手臂展开时为工作状态，收拢时为非工作状态，以便于运输。

优选地，所述伸缩式悬臂梁采用两级结构，小臂先伸出到达限定位置，大臂继续向前与所述手爪同步伸出至限定位置，所述伸缩式支撑腿再向下伸出至限定位置。

优选地，所述大缓冲液压缸的数量为一个，所述大缓冲液压缸的轴线与所述着陆平台的轴线重合，所述小缓冲液压缸的数量为四个，所述小缓冲液压缸设于所述着陆平台半径三分之二处，且沿所述陆平台圆周方向均匀分布。

优选地，所述手爪的数量为三个，所述手爪为圆心角120°的弧形圆筒，三个手爪合拢时，能形成完整圆筒。

优选地，所述小缓冲液压缸与所述大缓冲液压缸能缓冲火箭的着陆冲击，保证火箭的安全稳定着陆。

本发明的有益效果如下：

(1)该装置用于陆上火箭回收，相比于其它回收装置，该机械手独立设置，机械手着陆平台下部液压缸具有减震缓冲功能，在火箭着陆瞬间合拢抱紧火箭筒，实现稳着陆；

(2)受力较好，驱动力可控，火箭着陆即使有小角度的偏斜，机械手也能自动扶正；