[发明专利]用于观测着陆器落震姿态变化的悬吊释放装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种用于观测着陆器落震姿态变化的悬吊释放装置及试验方法，属于空间探测领域，该装置包括台架系统、提升系统、水平框架系统、姿态控制系统和悬吊释放系统组成，提升系统固定于台架系统上，水平框架系统可在台架系统上竖直滑动并可带动姿态控制系统水平滑动，悬吊释放系统铰接于姿态控制系统；将试验着陆器固定到释放滑块上，释放滑块与主承力块锁死，调整释放时姿态，提升水平框架系统到预定高度，电机驱动释放滑块，整机自由落体并触地碰撞，高速摄像机记录该过程。本发明在做整机落震试验释放前避免了使用绳索悬吊造成的摇晃以及释放时姿态的不确定，因此可更大程度模拟着陆器触地前的本体姿态。

技术领域

本发明属于空间探测领域，具体涉及一种用于观测着陆器落震姿态变化的悬吊释放装置及试验方法。

背景技术

近年来，我国在航天事业所取得的成就有目共睹，探月及深空探测对人类的发展具有重要意义。在研制阶段，用于对探月、探火以及小行星探测的着陆器进行地面环境下的整机落震试验是必不可少的环节，以通过实验获得软着陆装置的缓冲性能和整机落震姿态变化及可靠性，为后续设计改进提供数据支持；

然而，通过调研国内相关研究资料发现，目前我国传统的用于着陆器整机地面落震试验系统的试验装置一般由绳索悬挂、电磁吸盘或吊钩释放，这样虽然也可以模拟落震过程，但绳索的不稳定性导致释放瞬间很难准确确定着陆器的下落姿态，从而难以模拟着陆器在接近地面时姿态控制不理想时的着陆工况；

因此，有必要研制一种可以模拟着陆器不同的本体下落姿态、下落速度和本体-星表有相对夹角等全工况的新型悬吊释放装置。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足而提出的一种用于观测着陆器落震姿态变化的新型悬吊释放装置及试验方法，本发明的装置在做整机落震试验释放前避免了使用绳索悬吊造成的摇晃以及释放时姿态的不确定，因此可更大程度模拟着陆器触地前的本体姿态。

本发明是这样实现的：

一种用于观测着陆器落震姿态变化的悬吊释放装置，该装置包括台架系统、提升系统、水平框架系统、姿态控制系统和悬吊释放系统组成，其中的提升系统固定于台架系统上，水平框架系统可在台架系统上竖直滑动并可带动姿态控制系统水平滑动以模拟释放时的水平速度，悬吊释放系统铰接于姿态控制系统；将试验着陆器固定到释放滑块上，释放滑块与主承力块锁死，调整释放时姿态，提升水平框架系统到预定高度，利用控制器发送信号至驱动器，继而由电机驱动释放滑块，整机在重力作用下自由落体并触地碰撞，高速摄像机记录整个过程。

进一步，所述的台架系统包括顶固定架、四根竖直滑轨、法兰盘和地面模拟板，其中四根竖直滑轨通过四个法兰盘固定于地面模拟板上，顶固定架通过焊接固定在四根竖直滑轨的顶端，顶固定架下端设置提升系统，所述的高速摄像机置于地面模拟板上。

进一步，所述的提升系统包括电动葫芦和钩锁，所述的电动葫芦固定于顶固定架下端；所述的钩锁固定于水平框架系统的顶端。

进一步，所述的水平框架系统包括方形钢架、轴承固定套、第一直线轴承、前悬挂板、后悬挂板、丝杠、水平滑轨、丝杠轴承座、第一电机支架、联轴器、第一电机、水平滑块、丝杠螺母和第二直线轴承；

其中第一直线轴承固定于轴承固定套内侧，方形钢架两侧分别固定轴承固定套；前悬挂板和后悬挂板上下两端分别固定方形钢架，第一电机支架一端固定在前悬挂板上且另一端紧固第一电机；丝杠固定在前悬挂板和后悬挂板上的两个丝杠轴承座上，两个水平滑轨固定于前悬挂板和后悬挂板之间，且位于丝杠两侧；联轴器两侧分别联接第一电机和丝杠，水平滑块中间通孔的一侧固定有一个丝杠螺母，两侧通孔的内部均固定有第二直线轴承。