專(zhuān)利名稱(chēng)：星球探測(cè)車(chē)釋放用搖臂式著陸梯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種著陸梯，具體涉及一種用于星球探測(cè)車(chē)釋放的搖臂式著陸梯。
背景技術(shù)：
在采用腿式著陸探測(cè)器進(jìn)行星球探測(cè)時(shí)，星球探測(cè)車(chē)往往搭載在著陸探測(cè) 器的上部或中部，與星球表面之間有一定距離，需要采用著陸梯將星球探測(cè)車(chē) 釋放到星球表面。著陸梯的構(gòu)型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿(mǎn)足質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用 體積小、工作可靠性高、釋放過(guò)程平穩(wěn)、釋放過(guò)程中載車(chē)平臺(tái)盡量與星球表面 平行等技術(shù)要求。國(guó)外現(xiàn)有的著陸梯多采用伸縮式或回轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)秸郫B結(jié)構(gòu)，展 開(kāi)后在著陸器和星球表面間形成連接斜面，探測(cè)車(chē)通過(guò)斜面釋放到星球表面， 其主要缺點(diǎn)是展開(kāi)后尺寸大，斜面坡度不利于探測(cè)車(chē)的平穩(wěn)釋放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的著陸梯存在展開(kāi)后尺寸大、展開(kāi)后在著陸器和星球 表面間形成連接斜面不利于探測(cè)車(chē)的平穩(wěn)釋放的問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種星球探 測(cè)車(chē)釋放用搖臂式著陸梯。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種星球探測(cè)車(chē)釋放用搖臂式 著陸梯，所述著陸梯包括主搖臂、載車(chē)平臺(tái)、機(jī)座，所述著陸梯還包括傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)、載車(chē)平臺(tái)展開(kāi)驅(qū)動(dòng)組件、探測(cè)車(chē)釋放控制組件，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由第一鏈/ 帶輪、第二鏈/帶輪、傳動(dòng)鏈/帶、主動(dòng)軸、被動(dòng)軸組成，所述載車(chē)平臺(tái)展開(kāi)驅(qū) 動(dòng)組件由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、諧波減速器、逆止器組成，所述探測(cè)車(chē)釋放控制組件包括 電機(jī)、減速器、巻筒、繩索；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于載車(chē)平臺(tái)的下方，第二鏈/帶 輪固裝在載車(chē)平臺(tái)上設(shè)有的兩個(gè)第一支撐件之間，第二鏈/帶輪通過(guò)軸承安裝 在被動(dòng)軸上，主動(dòng)軸安裝在機(jī)座上，第一鏈/帶輪通過(guò)軸承安裝在主動(dòng)軸上， 第一鏈/帶輪、第二鏈/帶輪通過(guò)傳動(dòng)鏈/帶連接，主搖臂的上端與被動(dòng)軸的兩 端鉸接，主搖臂的下端通過(guò)軸承安裝在主動(dòng)軸上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與諧波減 速器的中心輪固接，諧波減速器的柔性輪與主動(dòng)軸的一端固接，主動(dòng)軸的另一端與逆止器連接，電機(jī)的輸出軸與減速器的輸入軸連接，減速器的輸出軸上固 裝有巻筒，繩索的始端固接在巻筒上，繩索的末端固接在主搖臂上。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明所述著陸梯展開(kāi)后在著陸器和星球表面 之間形成連接水平面，使星球探測(cè)車(chē)在釋放過(guò)程中載車(chē)平臺(tái)始終保持水平姿 勢(shì)，實(shí)現(xiàn)探測(cè)車(chē)的平穩(wěn)釋放。而且還具有展開(kāi)后尺寸小、工作可靠性高、結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單緊湊、質(zhì)量輕等特點(diǎn)。本發(fā)明的具體優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 一、本發(fā) 明在收攏狀態(tài)下載車(chē)平臺(tái)與搖臂固定于著陸器的側(cè)面，占用空間小，本發(fā)明在 釋放過(guò)程中載車(chē)平臺(tái)可始終保持水平姿勢(shì)且釋放速度可控，有利于星球探測(cè)車(chē) 的平穩(wěn)釋放；二、本發(fā)明對(duì)著陸探測(cè)器著陸時(shí)所選擇的著陸點(diǎn)地形的適應(yīng)性增 強(qiáng)，無(wú)論在任何地形上均可通過(guò)調(diào)整載車(chē)平臺(tái)展開(kāi)角度使載車(chē)平臺(tái)初始姿態(tài)與 星球表面平行；三、本著陸梯巧妙地利用了搖臂與定傳動(dòng)比的鏈(帶)傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)相結(jié)合的這一特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)探測(cè)車(chē)的平穩(wěn)釋放。通過(guò)引入傳動(dòng)比為1的鏈傳動(dòng)或 帶傳輸約束，通過(guò)將一側(cè)鏈輪固連到機(jī)架上，使整套機(jī)構(gòu)自由度只有l(wèi)個(gè)，以 保證載車(chē)平臺(tái)在主搖臂下擺過(guò)程中其姿態(tài)不發(fā)生改變，運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定；四、本 著陸梯巧妙的利用逆止器的單向逆止的工作原理，實(shí)現(xiàn)一個(gè)機(jī)構(gòu)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò) 程，即在載車(chē)平臺(tái)展開(kāi)過(guò)程中逆止器不起作用，在主搖臂下擺過(guò)程中逆止器對(duì) 固連在同一根軸上的下端鏈輪起鎖止作用，保證了釋放運(yùn)動(dòng)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)；五、 本發(fā)明通過(guò)改變機(jī)架和活動(dòng)構(gòu)件，既可以實(shí)現(xiàn)載車(chē)平臺(tái)的展開(kāi)運(yùn)動(dòng)，又可以實(shí) 現(xiàn)著陸梯的釋放運(yùn)動(dòng)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理主視圖，圖2是圖1的右視圖，圖3是本發(fā)明 折疊狀態(tài)圖，圖4是本發(fā)明的載車(chē)平臺(tái)展開(kāi)過(guò)程狀態(tài)圖，圖5是本發(fā)明的載車(chē) 平臺(tái)展開(kāi)結(jié)束狀態(tài)圖，圖6是探測(cè)車(chē)駛上載車(chē)平臺(tái)駐停狀態(tài)圖，圖7是探測(cè)車(chē) 釋放過(guò)程狀態(tài)圖，圖8是探測(cè)車(chē)釋放結(jié)束狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述星球
探測(cè)車(chē)釋放用搖臂式著陸梯包括主搖臂4、載車(chē)平臺(tái)15、機(jī)座20，所述著陸 梯還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)31、載車(chē)平臺(tái)展開(kāi)驅(qū)動(dòng)組件22、探測(cè)車(chē)釋放控制組件23， 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)31由第一鏈/帶輪6、第二鏈/帶輪12、傳動(dòng)鏈/帶18、主動(dòng)軸19、被動(dòng)軸32組成，所述載車(chē)平臺(tái)展開(kāi)驅(qū)動(dòng)組件22由驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、諧波減速器2、 逆止器5組成，所述探測(cè)車(chē)釋放控制組件23包括電機(jī)13、減速器14、巻筒 10、繩索9;所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)31位于載車(chē)平臺(tái)15的下方，第二鏈/帶輪12固裝 在載車(chē)平臺(tái)15上設(shè)有的兩個(gè)第一支撐件15-1之間，第二鏈/帶輪12通過(guò)軸承 安裝在被動(dòng)軸32上，主動(dòng)軸19安裝在機(jī)座20上，第一鏈/帶輪6通過(guò)軸承安 裝在主動(dòng)軸19上，第一鏈/帶輪6、第二鏈/帶輪12通過(guò)傳動(dòng)鏈/帶18連接，主 搖臂4的上端與被動(dòng)軸32的兩端鉸接，主搖臂4的下端通過(guò)軸承安裝在主動(dòng) 軸19上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的輸出軸與諧波減速器2的中心輪固接，諧波減速器2 的柔性輪與主動(dòng)軸19的一端固接，主動(dòng)軸19的另一端與逆止器5的內(nèi)圈連接， 電機(jī)13的輸出軸與減速器14的輸入軸連接，減速器14的輸出軸上固裝有巻 筒10，繩索9的始端固接在巻筒10上，繩索9的末端固接在主搖臂4上；所 述機(jī)座20、探測(cè)車(chē)釋放控制組件23、逆止器5的外圈均固定在機(jī)架17 (著陸 探測(cè)器的一端)上。第二鏈/帶輪12通過(guò)軸承與主搖臂4的上端形成回轉(zhuǎn)副； 主搖臂4下端與主動(dòng)軸19通過(guò)軸承形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；第一鏈/帶輪6和第二鏈/帶輪 12通過(guò)傳動(dòng)鏈/帶18進(jìn)行運(yùn)動(dòng)傳遞。當(dāng)搖臂在月球車(chē)和著陸梯的重力作用下向 下擺動(dòng)時(shí)，為了防止下擺速度過(guò)快，電機(jī)13在相反方向加一個(gè)阻力矩，通過(guò) 繩索對(duì)著陸梯施加阻力，來(lái)控制其釋放速度，從而是整個(gè)釋放過(guò)程更加平穩(wěn)。 載車(chē)平臺(tái)15的展開(kāi)運(yùn)動(dòng)和星球探測(cè)車(chē)16釋放運(yùn)動(dòng)由載車(chē)平臺(tái)展開(kāi)驅(qū)動(dòng)組件 22、探測(cè)車(chē)釋放控制組件23分別完成，載車(chē)平臺(tái)展開(kāi)驅(qū)動(dòng)組件22能實(shí)現(xiàn)載車(chē) 平臺(tái)15的平穩(wěn)展開(kāi)，探測(cè)車(chē)釋放控制組件23能夠控制探測(cè)車(chē)釋放的速度，逆 止器實(shí)現(xiàn)了第一鏈/帶輪6的止逆，第一鏈/帶輪6變?yōu)榉腔顒?dòng)構(gòu)件。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述探測(cè) 車(chē)釋放控制組件23還包括齒輪副11，所述減速器14的輸出軸通過(guò)齒輪副11 與巻筒10連接。通過(guò)一級(jí)齒輪副的改變可以在較小的空間內(nèi)使巻筒位于整個(gè) 機(jī)構(gòu)的中心，以保證搖臂受力更加均衡，如果設(shè)計(jì)空間足夠的話(huà)，也可以直接 將巻筒固連在減速器輸出軸上。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述著陸 梯還包括副搖臂8、第一副搖臂軸33、第二副搖臂軸34，所述第一副搖臂軸 33通過(guò)軸承安裝在載車(chē)平臺(tái)15上的第二支撐件15-2上，所述副搖臂8的上端與第一副搖臂軸33的兩端鉸接，副搖臂8的下端與第二副搖臂軸34的兩端 鉸接，第二副搖臂軸34通過(guò)軸承安裝在機(jī)座20上，繩索9的末端分成兩個(gè)分 段繩索，兩個(gè)分段繩索分別與主搖臂4、副搖臂8固接。副搖臂8起支撐作用， 使載車(chē)平臺(tái)15、第二鏈/帶輪12和搖臂4的受力狀況得到改善。第一鏈/帶輪6 的大小與第二鏈/帶輪12的大小相一致，在釋放運(yùn)動(dòng)中，第一鏈/帶輪6固定不 動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了在釋放運(yùn)動(dòng)中，載車(chē)平臺(tái)15始終保持水平狀態(tài)。副搖臂8下 端通過(guò)軸承與機(jī)架20構(gòu)成回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，為了保證整體結(jié)構(gòu)受力均衡、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 和可靠，要求兩側(cè)的搖臂大小相等(特別要保證搖臂兩端回轉(zhuǎn)副中心距相等)； 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也可采用一個(gè)搖臂或者多個(gè)平行搖臂，也可以加裝一套或多套傳動(dòng) 比為1的鏈傳動(dòng)或帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。例如兩側(cè)都采用主搖臂，都加裝一套傳動(dòng)比為 l的鏈傳動(dòng)，或者將鏈傳動(dòng)改為同步帶傳動(dòng)或者齒形帶傳動(dòng)，都可以實(shí)現(xiàn)本發(fā) 明運(yùn)動(dòng)過(guò)程。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述著陸 梯還包括至少一個(gè)中間橫梁7，所述主搖臂4和副搖臂8通過(guò)中間橫梁7固接 在一起。如此設(shè)計(jì)，可使本發(fā)明結(jié)構(gòu)更加牢固，工作狀態(tài)更加平穩(wěn)。其它組成 及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
三相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖l和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述中間 橫梁7的個(gè)數(shù)為三個(gè)。如此設(shè)計(jì)，可使本發(fā)明結(jié)構(gòu)更加牢固，工作狀態(tài)更加平 穩(wěn)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述載車(chē) 平臺(tái)15由平臺(tái)板主體15-3、兩個(gè)第一支撐件15-1、第二支撐件15-2組成， 所述兩個(gè)第一支撐件15-1的上端分別固接在平臺(tái)板主體15-3下端面的一端 上，所述第二支撐件15-2固接在平臺(tái)板主體15-3下端面的另一端上。如此設(shè) 計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于載車(chē)平臺(tái)15與第二鏈/帶輪12、副搖臂8的連接。其它組 成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
三相同。
工作原理
如圖1 8所示，開(kāi)始時(shí)，主搖臂4和副搖臂8均處于鎖緊狀態(tài)，保持不 動(dòng)，本發(fā)明(著陸梯)處于折疊狀態(tài)。載車(chē)平臺(tái)15收攏于鉛直方向，與機(jī)架' 17 (著陸探測(cè)器的一端)相平行；當(dāng)著陸探測(cè)器著陸穩(wěn)定后，載車(chē)平臺(tái)15的鎖緊裝置解鎖，主搖臂4被鎖定作為固定機(jī)架，載車(chē)平臺(tái)展開(kāi)驅(qū)動(dòng)組件22的 驅(qū)動(dòng)電機(jī)1通電，通過(guò)主動(dòng)軸19驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)31，帶動(dòng)載車(chē)平臺(tái)15從收攏 狀態(tài)展開(kāi)成水平狀態(tài)或者根據(jù)地形需求的的某個(gè)部位后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)l斷電，展 開(kāi)過(guò)程結(jié)束，逆止器5開(kāi)始工作，通過(guò)對(duì)固連在同一根軸上的第一鏈/帶輪6 反向鎖止，保證載車(chē)平臺(tái)15不回轉(zhuǎn)，使其保持在水平狀態(tài)；待星球探測(cè)車(chē)16 從著陸器駛上載車(chē)平臺(tái)15駐止后，主搖臂4和副搖臂8的鎖緊裝置解鎖，搖 臂在探測(cè)車(chē)和著陸梯的重力作用下向下擺動(dòng)，此時(shí)由于第一鏈/帶輪6單向鎖 止(相當(dāng)于固定機(jī)架)，根據(jù)機(jī)構(gòu)原理，在擺動(dòng)過(guò)程中主搖臂4和副搖臂8的 擺角始終與第二鏈/帶輪12的轉(zhuǎn)角相等且方向相反，因此使載車(chē)平臺(tái)始終擺動(dòng) 初始位置姿態(tài)(通常為水平狀態(tài))，從而能夠保證在釋放過(guò)程中探測(cè)車(chē)的姿態(tài) 保持不變。在搖臂解鎖的同時(shí)，電機(jī)13通電，釋放控制驅(qū)動(dòng)組件22通過(guò)釋放 鋼絲繩(繩索9)的速度和長(zhǎng)度來(lái)控制主搖臂4和副搖臂8的擺動(dòng)速度和幅度， 使整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程更加平穩(wěn)；待載車(chē)平臺(tái)15到達(dá)星球表面時(shí)，電機(jī)13斷電，探 測(cè)車(chē)駛出平臺(tái)，釋放過(guò)程結(jié)束。
權(quán)利要求
1、一種星球探測(cè)車(chē)釋放用搖臂式著陸梯，所述著陸梯包括主搖臂(4)、載車(chē)平臺(tái)(15)、機(jī)座(20)，其特征在于所述著陸梯還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(31)、載車(chē)平臺(tái)展開(kāi)驅(qū)動(dòng)組件(22)、探測(cè)車(chē)釋放控制組件(23)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(31)由第一鏈/帶輪(6)、第二鏈/帶輪(12)、傳動(dòng)鏈/帶(18)、主動(dòng)軸(19)、被動(dòng)軸(32)組成，所述載車(chē)平臺(tái)展開(kāi)驅(qū)動(dòng)組件(22)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)(1)、諧波減速器(2)、逆止器(5)組成，所述探測(cè)車(chē)釋放控制組件(23)包括電機(jī)(13)、減速器(14)、卷筒(10)、繩索(9)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(31)位于載車(chē)平臺(tái)(15)的下方，第二鏈/帶輪(12)固裝在載車(chē)平臺(tái)(15)上設(shè)有的兩個(gè)第一支撐件(15-1)之間，第二鏈/帶輪(12)通過(guò)軸承安裝在被動(dòng)軸(32)上，主動(dòng)軸(19)安裝在機(jī)座(20)上，第一鏈/帶輪(6)通過(guò)軸承安裝在主動(dòng)軸(19)上，第一鏈/帶輪(6)、第二鏈/帶輪(12)通過(guò)傳動(dòng)鏈/帶(18)連接，主搖臂(4)的上端與被動(dòng)軸(32)的兩端鉸接，主搖臂(4)的下端通過(guò)軸承安裝在主動(dòng)軸(19)上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(1)的輸出軸與諧波減速器(2)的中心輪固接，諧波減速器(2)的柔性輪與主動(dòng)軸(19)的一端固接，主動(dòng)軸(19)的另一端與逆止器(5)連接，電機(jī)(13)的輸出軸與減速器(14)的輸入軸連接，減速器(14)的輸出軸上固裝有卷筒(10)，繩索(9)的始端固接在卷筒(10)上，繩索(9)的末端固接在主搖臂(4)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的星球探測(cè)車(chē)釋放用搖臂式著陸梯，其特征在于 所述探測(cè)車(chē)釋放控制組件(23)還包括齒輪副(11)，所述減速器(14)的輸 出軸通過(guò)齒輪副(11)與巻筒(10)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的星球探測(cè)車(chē)釋放用搖臂式著陸梯，其特征 在于所述著陸梯還包括副搖臂(8)、第一副搖臂軸(33)、第二副搖臂軸(34)， 所述第一副搖臂軸(33)通過(guò)軸承安裝在載車(chē)平臺(tái)(15)上的第二支撐件(15-2) 上，所述副搖臂(8)的上端與第一副搖臂軸(33)的兩端鉸接，副搖臂(8) 的下端與第二副搖臂軸(34)的兩端鉸接，第二副搖臂軸(34)通過(guò)軸承安裝 在機(jī)座(20)上，繩索(9)的末端分成兩個(gè)分段繩索，兩個(gè)分段繩索分別與 主搖臂(4)、副搖臂(8)固接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的星球探測(cè)車(chē)釋放用搖臂式著陸梯，其特征在于所述著陸梯還包括至少一個(gè)中間橫梁(7)，所述主搖臂(4)和副搖臂(8)通 過(guò)中間橫梁(7)固接在一起。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的星球探測(cè)車(chē)釋放用搖臂式著陸梯，其特征在于 所述中間橫梁(7)的個(gè)數(shù)為三個(gè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的星球探測(cè)車(chē)釋放用搖臂式著陸梯，其特征在于 所述載車(chē)平臺(tái)(15)由平臺(tái)板主體(15-3)、兩個(gè)第一支撐件(15-1)、第二支 撐件(15-2)組成，所述兩個(gè)第一支撐件(15-1)的上端分別固接在平臺(tái)板主 體(15-3)下端面的一端上，所述第二支撐件(15-2)固接在平臺(tái)板主體(15-3) 下端面的另一端上。
全文摘要
星球探測(cè)車(chē)釋放用搖臂式著陸梯，它涉及一種著陸梯。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的著陸梯存在展開(kāi)后尺寸大、展開(kāi)后在著陸器和星球表面間形成連接斜面不利于探測(cè)車(chē)的平穩(wěn)釋放的問(wèn)題。所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(31)位于載車(chē)平臺(tái)(15)的下方，第二鏈/帶輪(12)固裝在載車(chē)平臺(tái)(15)下側(cè)端面的一端，第一鏈/帶輪(6)、第二鏈/帶輪(12)通過(guò)傳動(dòng)鏈/帶(18)連接，主搖臂(4)的上端與被動(dòng)軸(32)的兩端鉸接，主搖臂(4)的下端通過(guò)軸承安裝在主動(dòng)軸(19)上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(1)的輸出軸與諧波減速器(2)的中心輪固接，諧波減速器(2)的柔性輪與主動(dòng)軸(19)的一端固接。本發(fā)明所述著陸梯展開(kāi)后在著陸器和星球表面之間形成連接水平面，實(shí)現(xiàn)探測(cè)車(chē)的平穩(wěn)釋放。
文檔編號(hào)B64G1/22GK101318560SQ20081006460
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月28日
發(fā)明者劉榮強(qiáng), 奎 李, 羅昌杰, 鄧宗全 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)