本發(fā)明涉及飛行器返回著陸系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空間飛行器返回著陸裝置。

背景技術(shù)：

空間飛行器，即大氣層以外的航天飛行器，擔(dān)負(fù)著人類探索宇宙的巨大使命。其安全抵達(dá)地面離不開返回著陸裝置。返回著陸裝置需要具備減速迅速，調(diào)姿性能優(yōu)異，著陸緩沖裝置好等優(yōu)點(diǎn)。目前，應(yīng)用在火星上的返回著陸裝置，如火星探路號，為了在火星上成功著陸，采用的是相對簡單的氣囊緩沖技術(shù)，并且沒有采用旋翼減速的方案，此技術(shù)存在著陸不穩(wěn)定，容易發(fā)生嚴(yán)重反彈，且有效載荷不高、自主飛行能力不夠高，無法調(diào)整著陸位置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)中所涉及到的缺陷，提供一種空間飛行器返回著陸裝置。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

空間飛行器返回著陸裝置，包含降落傘模塊、無人機(jī)模塊、著陸腿模塊和控制模塊，所述控制模塊分別和降落傘模塊、無人機(jī)模塊、著陸腿模塊電氣相連；

所述降落傘模塊、無人機(jī)模塊、著陸腿模塊從上到下依次設(shè)置，降落傘模塊的下端和無人機(jī)模塊的上端固連，無人機(jī)模塊的下端和著陸腿模塊的上端固連；

所述降落傘模塊用于彈出降落傘；

所述無人機(jī)模塊用于提供升力；

所述著陸腿模塊用于展開各個著陸腿；

所述控制模塊用于控制降落傘模塊、無人機(jī)模塊、著陸腿模塊工作。

作為本發(fā)明空間飛行器返回著陸裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述降落傘模塊包含降落傘、存儲罐、彈簧、中間板和上蓋；

所述存儲罐為上端開口、下端封閉的柱體；

所述中間板設(shè)置在存儲罐內(nèi)；

所述彈簧的一端和所述中間板的底端固定相連，另一端和所述存儲罐的底端固定相連；

所述存儲罐上端開口的一側(cè)和所述上蓋鉸接，另一側(cè)設(shè)有用于鎖定或松開所述上蓋的鎖止機(jī)構(gòu)；

所述鎖止機(jī)構(gòu)包含舵機(jī)和轉(zhuǎn)動臂，其中，所述舵機(jī)固定在存儲罐的外壁上，舵機(jī)的輸出軸和所述轉(zhuǎn)動臂固連，使得所述轉(zhuǎn)動臂能夠通過轉(zhuǎn)動鎖定上蓋或者松開上蓋；

所述上蓋蓋在所述存儲罐的上端開口上，且所述鎖止結(jié)構(gòu)鎖定所述上蓋；

所述降落傘設(shè)置在所述上蓋和中間板之間，使得彈簧處于壓縮狀態(tài)；

所述彈簧用于在所述鎖止機(jī)構(gòu)松開上蓋時將所述降落傘彈出所述存儲罐；

所述降落傘的傘繩和所述存儲罐相連。

作為本發(fā)明空間飛行器返回著陸裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述無人機(jī)模塊包含機(jī)身、四個上層機(jī)臂、四個下層機(jī)臂和八個飛行機(jī)構(gòu)；

所述機(jī)身包含上平臺和下平臺；

所述四個上層機(jī)臂的根部均和所述上平臺固連，末端朝機(jī)身外伸展；

所述四個下層機(jī)臂的根部均和所述下平臺固連，末端朝機(jī)身外伸展；

所述下層機(jī)臂包含第一連接桿、第二連接桿和折疊機(jī)構(gòu)，其中，第一連接桿的一端和下層平臺固連、另一端通過折疊機(jī)構(gòu)和第二連接桿的一端相連；所述折疊機(jī)構(gòu)用于對第二連接桿在下平臺所在平面上或和下平臺平行的平面上相對于第一連接桿進(jìn)行折疊；

所述八個飛行機(jī)構(gòu)，其中四個飛行機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在所述四個上層機(jī)臂的末端，另外四個飛行機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在所述四個下層機(jī)臂第二連接桿的另一端；

所述飛行機(jī)構(gòu)包含旋翼和無刷電機(jī)，其中，旋翼和無刷電機(jī)的輸出端固定相連，且無刷電機(jī)的輸出端朝上設(shè)置；

所述八個飛行機(jī)構(gòu)的旋翼的旋轉(zhuǎn)范圍相互錯開，均用于產(chǎn)生向上的升力。

作為本發(fā)明空間飛行器返回著陸裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述折疊機(jī)構(gòu)包含伺服電機(jī)；所述伺服電機(jī)固定在折疊機(jī)構(gòu)對應(yīng)下層機(jī)臂的第一連接桿遠(yuǎn)離機(jī)身的一端、輸出軸和第二連接桿的一端固連。

作為本發(fā)明空間飛行器返回著陸裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述四個上層機(jī)臂中、相鄰上層機(jī)臂的旋翼產(chǎn)生向上的升力時旋轉(zhuǎn)的方向相反，所述四個下層機(jī)臂中、相鄰下層機(jī)臂的旋翼產(chǎn)生向上的升力時旋轉(zhuǎn)的方向相反。

作為本發(fā)明空間飛行器返回著陸裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述四個上層機(jī)臂中相鄰上層機(jī)臂之間的夾角相同，四個下層機(jī)臂中相鄰下層機(jī)臂的第一連接桿之間的夾角相同。

作為本發(fā)明空間飛行器返回著陸裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述上層機(jī)臂和其兩個相鄰下層機(jī)臂的第一連接桿之間的夾角相同。

作為本發(fā)明空間飛行器返回著陸裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述下層機(jī)臂中折疊機(jī)構(gòu)調(diào)整第二連接桿和第一連接桿之間的夾角在90度和180度之間。

作為本發(fā)明空間飛行器返回著陸裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述著陸腿模塊包含基座和若干條均勻設(shè)置在基座上的著陸腿；

所述基座包含上固定板和下固定板；

所述著陸腿包含外翻板、電機(jī)、絲杠、外筒、中筒、內(nèi)筒、第一絲杠螺母、第二絲杠螺母和油液式緩沖器；

所述外筒、中筒、內(nèi)筒、絲杠同軸設(shè)置，由外至內(nèi)依次套接；

所述中筒的外壁上沿其軸線方向設(shè)有第一滑槽，所述第一滑槽內(nèi)設(shè)有和其匹配的第一滑塊，且第一滑塊和所述外筒前端的內(nèi)壁固定相連、使得外筒和中筒之間能夠自由滑動；

所述內(nèi)筒的外壁上沿其軸線方向設(shè)有第二滑槽，所述第二滑槽內(nèi)設(shè)有和其匹配的第二滑塊，且第二滑塊和所述中筒前端的內(nèi)壁固定相連、使得中筒和內(nèi)筒之間能夠自由滑動；

所述電機(jī)固定在所述外筒的后端，其輸出軸和所述絲杠的后端固定相連，用于帶動所述絲杠旋轉(zhuǎn)；

所述第一絲杠螺母、第二絲杠螺母的內(nèi)壁上均設(shè)有和所述絲杠的螺紋相匹配的螺紋；

所述第一絲杠螺母的外壁和內(nèi)筒后端的內(nèi)壁固定相連、且所述第一絲杠螺母和所述絲杠嚙合；

所述第二絲杠螺母和所述中筒后端的內(nèi)壁固定相連；

所述內(nèi)筒后端的外壁上設(shè)有第一鋼球鎖，所述中筒前端的內(nèi)壁上設(shè)有和所述第一鋼球鎖相匹配的第一限定孔；

所述第一鋼球鎖用于在絲杠通過第一絲杠螺母將所述內(nèi)筒相對中筒推出至第一絲杠螺母脫離絲杠時鎖定內(nèi)筒和中筒，使得內(nèi)筒和中筒之間不能滑動，此時，所述第二絲杠螺母和所述絲杠嚙合；

所述中筒后端的外壁上設(shè)有第二鋼球鎖，所述外筒前端的內(nèi)壁上設(shè)有和所述第二鋼球鎖相匹配的第二限定孔；

所述第二鋼球鎖用于在絲杠通過第二絲杠螺母將所述中筒推出至第二絲杠螺母脫離絲杠時鎖定中筒和外筒，使得中筒和外筒之間不能滑動；

所述油液式緩沖器一端和所述內(nèi)筒的前端固定相連，另一端和所述外翻板的一端鉸接；

所述外翻板的另一端和所述下固定板鉸接；

所述外筒的后端和所述上固定板鉸接。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1.降落傘模塊、無人機(jī)模塊、著陸腿模塊三個模塊協(xié)調(diào)工作減速，減速著陸效果明顯，降落傘模塊承擔(dān)一次減速任務(wù)，無人機(jī)模塊承擔(dān)二次減速；

2.無人機(jī)模塊兼姿態(tài)和位置調(diào)整任務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)一定條件下一定范圍內(nèi)的定點(diǎn)降落；

3.著陸腿模塊進(jìn)行緩沖著陸，有效減少沖擊載荷，增強(qiáng)著陸的穩(wěn)定性和安全性，此外，外翻式著陸腿可對腿進(jìn)行保護(hù)；

4.著陸腿模塊中的著陸腿設(shè)有緩沖裝置，可承受較大載荷沖擊。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中降落傘模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中無人機(jī)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中著陸腿模塊中各個著陸腿收起時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中著陸腿模塊中各個著陸腿放下時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中著陸腿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-降落傘模塊，2-無人機(jī)模塊，3-著陸腿模塊，4-存儲罐，5-中間板，6-彈簧，7-舵機(jī)，8-轉(zhuǎn)動臂，9-上蓋，10-傘繩，11-上平臺，12-下平臺，13-機(jī)臂，14-第一連接桿，15-第二連接桿，16-折疊機(jī)構(gòu)，17-旋翼，18-無刷電機(jī)；19-下固定板，20-上固定板，21-油液式緩沖器，22-外翻板，23-著陸腿，24-電機(jī)，25-絲杠，26-外筒，27-中筒，28-內(nèi)筒，29-第一絲杠螺母，30-第二絲杠螺母。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種空間飛行器返回著陸裝置，包含降落傘模塊、無人機(jī)模塊、著陸腿模塊和控制模塊，所述控制模塊分別和降落傘模塊、無人機(jī)模塊、著陸腿模塊電氣相連；

所述降落傘模塊、無人機(jī)模塊、著陸腿模塊從上到下依次設(shè)置，降落傘模塊的下端和無人機(jī)模塊的上端固連，無人機(jī)模塊的下端和著陸腿模塊的上端固連；

所述降落傘模塊用于彈出降落傘；

所述無人機(jī)模塊用于提供升力；

所述著陸腿模塊用于展開各個著陸腿；

所述控制模塊用于控制降落傘模塊、無人機(jī)模塊、著陸腿模塊工作。

如圖2所示，所述降落傘模塊包含降落傘、存儲罐、彈簧、中間板和上蓋；

所述存儲罐-上端開口、下端封閉的柱體；

所述中間板設(shè)置在存儲罐內(nèi)；

所述彈簧的一端和所述中間板的底端固定相連，另一端和所述存儲罐的底端固定相連；

所述存儲罐上端開口的一側(cè)和所述上蓋鉸接，另一側(cè)設(shè)有用于鎖定或松開所述上蓋的鎖止機(jī)構(gòu)；

所述鎖止機(jī)構(gòu)包含舵機(jī)和轉(zhuǎn)動臂，其中，所述舵機(jī)固定在存儲罐的外壁上，舵機(jī)的輸出軸和所述轉(zhuǎn)動臂固連，使得所述轉(zhuǎn)動臂能夠通過轉(zhuǎn)動鎖定上蓋或者松開上蓋；

所述上蓋蓋在所述存儲罐的上端開口上，且所述鎖止結(jié)構(gòu)鎖定所述上蓋；

所述降落傘設(shè)置在所述上蓋和中間板之間，使得彈簧處于壓縮狀態(tài)；

所述彈簧用于在所述鎖止機(jī)構(gòu)松開上蓋時將所述降落傘彈出所述存儲罐；

所述降落傘的傘繩和所述存儲罐相連。

如圖3所示，所述無人機(jī)模塊包含機(jī)身、四個上層機(jī)臂、四個下層機(jī)臂和八個飛行機(jī)構(gòu)；

所述機(jī)身包含上平臺和下平臺；

所述四個上層機(jī)臂的根部均和所述上平臺固連，末端朝機(jī)身外伸展；

所述四個下層機(jī)臂的根部均和所述下平臺固連，末端朝機(jī)身外伸展；

所述下層機(jī)臂包含第一連接桿、第二連接桿和折疊機(jī)構(gòu)，其中，第一連接桿的一端和下層平臺固連、另一端通過折疊機(jī)構(gòu)和第二連接桿的一端相連；所述折疊機(jī)構(gòu)用于對第二連接桿在下平臺所在平面上或和下平臺平行的平面上相對于第一連接桿進(jìn)行折疊；

所述八個飛行機(jī)構(gòu)，其中四個飛行機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在所述四個上層機(jī)臂的末端，另外四個飛行機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在所述四個下層機(jī)臂第二連接桿的另一端；

所述飛行機(jī)構(gòu)包含旋翼和無刷電機(jī)，其中，旋翼和無刷電機(jī)的輸出端固定相連，且無刷電機(jī)的輸出端朝上設(shè)置；

所述八個飛行機(jī)構(gòu)的旋翼的旋轉(zhuǎn)范圍相互錯開，均用于產(chǎn)生向上的升力。

所述折疊機(jī)構(gòu)包含伺服電機(jī)；所述伺服電機(jī)固定在折疊機(jī)構(gòu)對應(yīng)下層機(jī)臂的第一連接桿遠(yuǎn)離機(jī)身的一端、輸出軸和第二連接桿的一端固連。

所述四個上層機(jī)臂中、相鄰上層機(jī)臂的旋翼產(chǎn)生向上的升力時旋轉(zhuǎn)的方向相反，所述四個下層機(jī)臂中、相鄰下層機(jī)臂的旋翼產(chǎn)生向上的升力時旋轉(zhuǎn)的方向相反。

所述四個上層機(jī)臂中相鄰上層機(jī)臂之間的夾角相同，四個下層機(jī)臂中相鄰下層機(jī)臂的第一連接桿之間的夾角相同。

所述上層機(jī)臂和其兩個相鄰下層機(jī)臂的第一連接桿之間的夾角相同。

所述下層機(jī)臂中折疊機(jī)構(gòu)調(diào)整第二連接桿和第一連接桿之間的夾角在90度和180度之間。

所述著陸腿模塊包含基座和若干條均勻設(shè)置在基座上的著陸腿；所述基座包含上固定板和下固定板；圖4為本發(fā)明中著陸腿模塊中各個著陸腿收起時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為本發(fā)明中著陸腿模塊中各個著陸腿放下時的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖6所示，所述著陸腿包含外翻板、電機(jī)、絲杠、外筒、中筒、內(nèi)筒、第一絲杠螺母、第二絲杠螺母和油液式緩沖器；

所述外筒、中筒、內(nèi)筒、絲杠同軸設(shè)置，由外至內(nèi)依次套接；

所述中筒的外壁上沿其軸線方向設(shè)有第一滑槽，所述第一滑槽內(nèi)設(shè)有和其匹配的第一滑塊，且第一滑塊和所述外筒前端的內(nèi)壁固定相連、使得外筒和中筒之間能夠自由滑動；

所述內(nèi)筒的外壁上沿其軸線方向設(shè)有第二滑槽，所述第二滑槽內(nèi)設(shè)有和其匹配的第二滑塊，且第二滑塊和所述中筒前端的內(nèi)壁固定相連、使得中筒和內(nèi)筒之間能夠自由滑動；

所述電機(jī)固定在所述外筒的后端，其輸出軸和所述絲杠的后端固定相連，用于帶動所述絲杠旋轉(zhuǎn)；

所述第一絲杠螺母、第二絲杠螺母的內(nèi)壁上均設(shè)有和所述絲杠的螺紋相匹配的螺紋；

所述第一絲杠螺母的外壁和內(nèi)筒后端的內(nèi)壁固定相連、且所述第一絲杠螺母和所述絲杠嚙合；

所述第二絲杠螺母和所述中筒后端的內(nèi)壁固定相連；

所述內(nèi)筒后端的外壁上設(shè)有第一鋼球鎖，所述中筒前端的內(nèi)壁上設(shè)有和所述第一鋼球鎖相匹配的第一限定孔；

所述第一鋼球鎖用于在絲杠通過第一絲杠螺母將所述內(nèi)筒相對中筒推出至第一絲杠螺母脫離絲杠時鎖定內(nèi)筒和中筒，使得內(nèi)筒和中筒之間不能滑動，此時，所述第二絲杠螺母和所述絲杠嚙合；

所述中筒后端的外壁上設(shè)有第二鋼球鎖，所述外筒前端的內(nèi)壁上設(shè)有和所述第二鋼球鎖相匹配的第二限定孔；

所述第二鋼球鎖用于在絲杠通過第二絲杠螺母將所述中筒推出至第二絲杠螺母脫離絲杠時鎖定中筒和外筒，使得中筒和外筒之間不能滑動；

所述油液式緩沖器一端和所述內(nèi)筒的前端固定相連，另一端和所述外翻板的一端鉸接；

所述外翻板的另一端和所述下固定板鉸接；

所述外筒的后端和所述上固定板鉸接。

著陸腿工作的過程如下：

剛開始時，外翻板呈豎直狀態(tài)，電機(jī)工作，絲杠旋轉(zhuǎn)，第一絲杠螺母帶動內(nèi)筒朝前滑動，當(dāng)?shù)谝唤z杠螺母脫離絲杠時，內(nèi)筒外壁上的第一鋼球鎖和中筒內(nèi)壁上的第一限定孔相配合鎖定內(nèi)筒和中筒，使得內(nèi)筒和中筒之間不能滑動，第二絲杠螺母和絲杠嚙合；第二絲杠螺母帶動中筒朝前滑動，當(dāng)?shù)诙z杠螺母脫離絲杠時，中筒外壁上的第二鋼球鎖和外筒內(nèi)壁上的第二限定孔相配合鎖定中筒和外筒，使得外筒和中筒之間不能滑動。

外筒、中筒、內(nèi)筒的二次伸長，使得外翻板緩緩?fù)夥?，最后使得著陸腿完全展開。

系統(tǒng)在高空具備著陸條件時，首先無人機(jī)模塊不工作，降落傘模塊工作，使得降落傘自動彈出，整個系統(tǒng)在降落傘的作用下一次減速下降，待降落傘完全充滿后，無人機(jī)模塊開始工作，開始二次減速及調(diào)姿工作。整個系統(tǒng)靠近地面時，系統(tǒng)發(fā)出指令，著陸腿模塊工作，釋放著陸腿，各個外翻板展開，最后在著陸腿緩沖系統(tǒng)的作用下降落在地面。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解-具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

以上所述的具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅-本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。