一种星球巡视器转移装置及转移特性测试评价方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种星球巡视器转移装置及转移特性测试评价方法，属于星球巡视器转移及测试技术领域。以满足现有巡视器转移的需求。星球巡视器转移释放装置包括缓释绳、吊杆、摆杆和姿控绳，所述摆杆的一端与着陆器侧壁转动相连，所述摆杆的另一端设置有姿控铰，所述吊杆一端与姿控铰相连，另一端与巡视器相连，所述姿控绳一端与着陆器相连，另一端绕过姿控铰，所述缓释绳缠绕在缓释绳轮上，所述缓释绳轮设置在着陆器侧壁上，所述缓释绳与吊杆相连。它主要用于星球巡视器转移装置及转移特性测试。测试。测试。

【技术实现步骤摘要】
一种星球巡视器转移装置及转移特性测试评价方法


[0001]本专利技术属于星球巡视器转移及测试
，特别是涉及一种星球巡视器转移装置及转移特性测试评价方法。

技术介绍

[0002]转移机构是将着陆器搭载的巡视器转移释放到星球表面的组件，它在地外天体探测领域有着重要应用。转移机构所代表的转移释放技术是整个地外天体探测任务所需的技术体系中的关键技术之一，是决定探测任务成败的关键一环。
[0003]根据着陆方式及巡视器质量不同，转移机构的形式多样。以月球车的转移工作为例，其要求在地月转移段、环月段和动力下降段等飞行过程，月球车及转移机构应可靠压紧在着陆器的侧壁上，并能承受横向和纵向加速度载荷；在着陆器安全着陆月面后，月球车在转移机构的作用下可靠转移至月面并可靠脱离。这也就对转移机构提出了更高的要求，需要落月转移机构在飞行阶段及落月转移前，月球车及转移机构安全可靠压紧安装在着陆器上；着陆器在落月后，转移机构及月球车实现与着陆器的分离解锁，转移机构将月球车可靠转移至月面，同时，着陆器存在侧倾俯仰等各种工况，为此，转移机构应能在各种着陆工况下，均可实现将月球车可靠转移至月面，月球车落月地点应具有一定可选范围，以避开月面凹坑和凸起；月球车平稳落月后，月球车与转移机构脱离，实现月球车月面自由行走。
[0004]其他巡视器的要求与月球车基本相同，因此需要提供一种能够满足现阶段星球巡视器转移的方案。
[0005]而巡视器转移机构是在地外空间环境执行巡视器转移释放任务的空间机构，在设计阶段与执行阶段中，转移机构是否符合严格的工程约束、设计指标以及在非确知环境下展开转移是否稳定可靠，是巡视器能否顺利完成任务的关键。因此在设计执行阶段对机构的试验测试就尤为重要，当前针对巡视器转移机构的测试采集评估系统研究甚少。
[0006]在进行月球巡视器的地面模拟实验时，需要模拟件拥有与月面同等条件下的相对应的质量、质心、转动惯量等参数，如月球重力约为地球的1/6，故在地面模拟的质量应当为月球的1/6。在地面模拟实验中，直接制造模拟件再进行调整工作量较大，耗费较多。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种星球巡视器转移装置及转移特性测试评价方法，以满足现有巡视器转移的需求。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种星球巡视器转移释放装置，它包括缓释绳、吊杆、摆杆和姿控绳，所述摆杆的一端与着陆器侧壁转动相连，所述摆杆的另一端设置有姿控铰，所述吊杆一端与姿控铰相连，另一端与巡视器相连，所述姿控绳一端与着陆器相连，另一端绕过姿控铰，所述缓释绳缠绕在缓释绳轮上，所述缓释绳轮设置在着陆器侧壁上，所述缓释绳与吊杆相连。
[0009]更进一步的，所述巡视器通过第一锁紧机构与着陆器侧壁相连，所述第一锁紧机
构的数量为多个，多个第一锁紧机构分别位于巡视器的多个角点，所述第一锁紧机构为电磁锁紧机构，所述巡视器通过第二锁紧机构与吊杆相连，所述第二锁紧机构为机械锁紧机构，所述机械锁紧机构为两处互相包络的C型结构，所述吊杆通过阻尼吊铰与巡视器相连，所述吊杆为L型结构，巡视器设置在L型结构内侧，所述姿控铰上设置有槽型凸轮结构，所述缓释绳轮底部设有弹性抱抓。
[0010]本专利技术还提供了一种星球巡视器转移释放装置的转移释放方法，在转移初始状态，巡视器与摆杆锁紧在着陆器侧壁上，转移开始时，通过缓释绳释放摆杆，摆杆携带巡视器进行摆转，由于巡视器与吊杆存在机械锁紧，转移初始阶段，巡视器不绕质心进行回转，当巡视器与吊杆解锁后，巡视器在质心重力矩的作用下绕阻尼吊铰进行旋转，在阻尼及限位作用下，旋转姿态后的巡视器与吊杆处于相对静止位置，摆杆继续转动，将巡视器转移至星球表面。
[0011]本专利技术还提供了一种用于星球巡视器转移释放装置的无线测试采集及评估系统，所述系统包括：传感器采集模块、无线传输模块和上位机PC系统；
[0012]所述传感器采集模块用于采集转移机构的试验数据，包括若干个传感器，所述若干个传感器分别布置在转移机构的相应部位；
[0013]所述无线传输模块用于实现所述上位机PC系统与所述传感器采集模块之间信号和数据的的无线传输；
[0014]所述上位机PC系统用于对传感器、传输系统和转移机构进行控制，以及数据采集、处理与测试结果评估，具体包括：初始化与状态监控、试验过程选择与参数设置、数据采集、数据分析与评估和实验日志与报告；
[0015]所述初始化与状态监控用于实现所述若干个传感器联合通讯，还用于判定转移机构状态进行提示和报警；
[0016]所述试验过程选择与参数设置用于选择完成解锁、举平、下放、释放或收回不同过程阶段，对各个流程进行单独或者组合试验；参数设置实现转移机构在不同姿态下的测试任务，所述参数包括缓释速度、着陆器姿态俯仰侧倾角度、联动绳预紧力和视器质量质心；
[0017]所述数据采集用于完成通道校准、数据自适应采样处理、图形与数据显示和数据参数的设定；
[0018]所述数据分析与评估用于基于理论分析，参考仿真数据，完成相关试验数据的分析并给出结论，具体包括：得到转移机构实验条件与工况的单个变量对关键测量参数的单因素规律结果；根据转移机构关键试验参数与工况试验参数生成参数耦合正交试验表，并提供多因素正交试验方案，通过多因素正交试验测试，获得多因素水平趋势图，得到转移机构试验过程中的被测量的最大可能影响情况的组合参数；通过与仿真数据的比对分析，结合单因素多因素试验结果分析，获取转移机构试验的数据合理性、实验过程单因素对被测量的影响情况和多因素对被测量最大可能影响情况的评估。
[0019]更进一步的，所述传感器采集模块包括贴片式应变传感器、张力传感器、角度传感器和扭矩传感器，所述试验数据包括应力、应变、拉力、压力和角度，所述若干个传感器分别布置在转移机构的相应部位，具体包括：所述张力传感器分别用于获取转移机构中悬吊转移机构的缓释绳张力及调节巡视器姿态的调姿绳张力，分别布置在缓释绳与翻转机构摆转臂连接处及转移机构旋转铰链和联动机构间调姿绳中点处；所述贴片式应变传感器分别用
于获取转移机构结构关键位置应变，分别布置在主体摆转框架上旋转铰链和联动机构间中点处、下方旋转铰链与着陆器的连接支座处、锁紧机构与着陆器连接处和摆转臂中点处；所述角度传感器分别用于获取巡视器俯仰姿态角度、着陆器姿态角度和转移机构翻转角度，分别布置在着陆器未安装转移机构的侧面处、巡视器上方水平平面处和转移机构安装巡视器面不干涉处；所述扭矩传感器分别获取转移机构结构关键位置扭矩，分别布置在转移机构下方铰链轴处和上方翻转机构摆转轴处，所述实现所述上位机PC系统与所述传感器采集模块之间信号和数据的的无线传输，具体包括：根据所述所述传感器采集模块中的传感器数量和种类，建立多通道同步采集通讯方法，所述实现所述若干个传感器联合通讯，具体包括：通过建立无线传输模块组IP地址信息与采集通道信息数据库，获取二者对应关系，与无线传输模块建立多通道同步采集通讯；所述数据库建立步骤包括：建本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星球巡视器转移释放装置，其特征在于：它包括缓释绳(3)、吊杆(6)、摆杆(9)和姿控绳(10)，所述摆杆(9)的一端与着陆器(11)侧壁转动相连，所述摆杆(9)的另一端设置有姿控铰(4)，所述吊杆(6)一端与姿控铰(4)相连，另一端与巡视器(8)相连，所述姿控绳(10)一端与着陆器(11)相连，另一端绕过姿控铰(4)，所述缓释绳(3)缠绕在缓释绳轮(2)上，所述缓释绳轮(2)设置在着陆器(11)侧壁上，所述缓释绳(3)与吊杆(6)相连。2.根据权利要求1所述的一种星球巡视器转移释放装置，其特征在于：所述巡视器(8)通过第一锁紧机构(1)与着陆器(11)侧壁相连，所述第一锁紧机构(1)的数量为多个，多个第一锁紧机构(1)分别位于巡视器(8)的多个角点，所述第一锁紧机构(1)为电磁锁紧机构，所述巡视器(8)通过第二锁紧机构(5)与吊杆(6)相连，所述第二锁紧机构(5)为机械锁紧机构，所述机械锁紧机构为两处互相包络的C型结构，所述吊杆(6)通过阻尼吊铰(7)与巡视器(8)相连，所述吊杆(6)为L型结构，巡视器(8)设置在L型结构内侧，所述姿控铰(4)上设置有槽型凸轮结构，所述缓释绳轮(2)底部设有弹性抱抓。3.一种如权利要求1所述的星球巡视器转移释放装置的转移释放方法，其特征在于：在转移初始状态，巡视器(8)与摆杆(9)锁紧在着陆器(11)侧壁上，转移开始时，通过缓释绳(3)释放摆杆(9)，摆杆(9)携带巡视器(8)进行摆转，由于巡视器(8)与吊杆(6)存在机械锁紧，转移初始阶段，巡视器(8)不绕质心进行回转，当巡视器(8)与吊杆(6)解锁后，巡视器(8)在质心重力矩的作用下绕阻尼吊铰(7)进行旋转，在阻尼及限位作用下，旋转姿态后的巡视器(8)与吊杆(6)处于相对静止位置，摆杆(9)继续转动，将巡视器(8)转移至星球表面。4.一种用于如权利要求1所述的星球巡视器转移释放装置的无线测试采集及评估系统，其特征在于，所述系统包括：传感器采集模块、无线传输模块和上位机PC系统；所述传感器采集模块用于采集转移机构的试验数据，包括若干个传感器，所述若干个传感器分别布置在转移机构的相应部位；所述无线传输模块用于实现所述上位机PC系统与所述传感器采集模块之间信号和数据的无线传输；所述上位机PC系统用于对传感器、传输系统和转移机构进行控制，以及数据采集、处理与测试结果评估，具体包括：初始化与状态监控、试验过程选择与参数设置、数据采集、数据分析与评估和实验日志与报告；所述初始化与状态监控用于实现所述若干个传感器联合通讯，还用于判定转移机构状态进行提示和报警；所述试验过程选择与参数设置用于选择完成解锁、举平、下放、释放或收回不同过程阶段，对各个流程进行单独或者组合试验；参数设置实现转移机构在不同姿态下的测试任务，所述参数包括缓释速度、着陆器姿态俯仰侧倾角度、联动绳预紧力和视器质量质心；所述数据采集用于完成通道校准、数据自适应采样处理、图形与数据显示和数据参数的设定；所述数据分析与评估用于基于理论分析，参考仿真数据，完成相关试验数据的分析并给出结论，具体包括：得到转移机构实验条件与工况的单个变量对关键测量参数的单因素规律结果；根据转移机构关键试验参数与工况试验参数生成参数耦合正交试验表，并提供多因素正交试验方案，通过多因素正交试验测试，获得多因素水平趋势图，得到转移机构试验过程中的被测量的最大可能影响情况的组合参数；通过与仿真数据的比对分析，结合单
因素多因素试验结果分析，获取转移机构试验的数据合理性、实验过程单因素对被测量的影响情况和多因素对被测量最大可能影响情况的评估。5.根据权利要求4所述的一种用于星球巡视器转移释放装置的无线测试采集及评估系统，其特征在于：所述传感器采集模块包括贴片式应变传感器、张力传感器、角度传感器和扭矩传感器，所述试验数据包括应力、应变、拉力、压力和角度，所述若干个传感器分别布置在转移机构的相应部位，具体包括：所述张力传感器分别用于获取转移机构中悬吊转移机构的缓释绳张力及调节巡视器姿态的调姿绳张力，分别布置在缓释绳与翻转机构摆转臂连接处及转移机构旋转铰链和联动机构间调姿绳中点处；所述贴片式应变传感器分别用于获取转移机构结构关键位置应变，分别布置在主体摆转框架上旋转铰链和联动机构间中点处、下方旋转铰链与着陆器的连接支座处、锁紧机构与着陆器连接处和摆转臂中点处；所述角度传感器分别用于获取巡视器俯仰姿态角度、着陆器姿态角度和转移机构翻转角度，分别布置在着陆器未安装转移机构的侧面处、巡视器上方水平平面处和转移机构安装巡视器面不干涉处；所述扭矩传感器分别获取转移机构结构关键位置扭矩，分别布置在转移机构下方铰链轴处和上方翻转机构摆转轴处，所述实现所述上位机PC系统与所述传感器采集模块之间信号和数据的无线传输，具体包括：根据所述所述传感器采集模块中的传感器数量和种类，建立多通道同步采集通讯方法，所述实现所述若干个传感器联合通讯，具体包括：通过建立无线传输模块组IP地址信息与采集通道信息数据库，获取二者对应关系，与无线传输模块建立多通道同步采集通讯；所述数据库建立步骤包括：建立数据库文件表，将当前各个无线传输模块的IP地址及相应的采集通道个数输入完成数据入库；完成所有采集通道的注册，流程与地址注册类似；完成各个通道具体采集量信息的注册；读取地址和通道名称至两个枚举中，选择无线传输模块、地址对应的通道，输入该通道相对应的通道具体的信息完成数据入...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜生元，王印超，张伟伟，唐钧跃，姜春英，卢孜筱，叶长龙，王文龙，李新立，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：