一种可展开地外天体侵彻限位装置的制作方法

本发明涉及一种可展开地外天体侵彻限位装置。

背景技术：

深空撞击探测是实现地外天体内部探测的高效手段。为保证撞击器在侵彻进入目标体内部一定的穿透深度后，仍然能正常吸取太阳能量来保证仪器的正常运行和满足天线的收发要求，所以需要对撞击器的相应舱段进行限制，使能量获取装置和收发天线停留在天体的外表面。地外天体撞击速度在几百米每秒至几千米每秒不等，冲击过载将达到10⁴～10⁵g，为确保在撞击过程中限位装置能够有效的进行限位，装置需具备较强的抗冲击能力。因此，要求对撞击器的限位装置进行构型设计，对装置材料进行合理选取，保证撞击时限位装置不会损坏而失去限位效果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可展开地外天体侵彻限位装置，可应用于小天体、月球、火卫等无大气天体的撞击探测任务，为撞击器限位装置提供通用的构型方式。该项技术也可应用于火星、金星等有大气天体硬着陆的探测中。

本发明通过以下技术方案实现：

一种可展开地外天体侵彻限位装置，包括均匀分布在撞击器分离桶上的六个可收拢和展开的限位单体、一个分离桶及桶外的12个收紧卷簧和12根爆炸螺栓；每个限位单体包括限位内板以及板上加强筋，加强筋短边面上设有一个长条形键；限位板内板与分离桶的圆弧弧度相同，实现收拢状态下与分离桶的无缝贴合，并通过两个对称的爆炸螺栓进行锁紧。收拢状态下，限位内板与分离段紧贴；在限位内板前端用爆炸螺栓与分离桶相连，限位内板末端与分离段采用卷簧铰接相连，卷簧处于拉伸储能状态；在展开状态下，爆炸螺栓断开，六个限位单体整体成伞型展开分布于分离段末端，限位单体的加强筋短边与分离段紧贴，短边上的长条形键嵌入到分离桶的键槽内，限制单体左右运动；此时卷簧仍处于拉伸状态防止单体收拢，实现限位单体的展开自锁。该装置能够承受撞击的巨大冲击，使分离器停留在天体表面，有效的起到限位功能。

优选地，所述加强筋采用三角型加强筋，并采用高强度材料，能够承受住高速撞击。并且展开时，加强筋短边与分离段表面相贴合，长条键嵌入分离桶内，实现限位装置的自锁，防止出现限位单体发生左右松动。

优选地，每个限位板末端与分离桶通过两个卷簧铰接，可以保证展开和收拢。在展开过程中，能够有效的控制限位单体的展开路径。同时展开时，卷簧处于拉伸储能状态，有效防止限位单体展开后自收拢。

优选地，所述限位单体采用高强度材料，有效提高装置的承受撞击能力。

在撞击器高速撞击时，撞击器的侵彻段携带相关仪器侵彻进入地表之下，分离段通过本发明的限位装置携带太阳能收集装置和收发天线停留在天体表面。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过对撞击限位装置的设计，限位装置能够进行收拢与展开；限位装置的只要改变内板的曲率与分离装置的外表面的曲率一致，就能与主体紧密贴合，减小其冲击载荷并能扩展适用于各种撞击构型。采用展开后自锁，防止出现限位单体发生松动。采用高强度材料，使限位装置能够承受撞击的巨大冲击，限制撞击器的侵彻深度。本发明可有效用于小天体、月球、火星、火卫等各类地外天体撞击任务中。

附图说明

通过阅读参照以下附图对限制装置进行详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明应用于撞击器撞击前的状态示意图。

图2为本发明应用于撞击器撞击后的状态示意图。

图3为本发明实施例的限位装置的收拢状态整体图.

图4为图3中a的放大图。

图5为本发明实施例限制装置的展开状态整体图。

图6为本发明实施例中的限位单体三维图。

图7为本发明实施例中的分离桶的三维图。

图8为本发明实施例中的卷簧装置三维图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施案例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

图1到图8所示，本发明实施例提供了一种可展开地外天体侵彻限位装置，该限位装置主要包括六个限位单体6，一个分离桶3，十二个卷簧铰接装置7和9，十二个爆炸螺栓5，六个键槽8,六个长条键组成；每个限位单体包括限位内板以及板上加强筋，加强筋短边面上设有一个长条形键；限位板内板与分离桶的圆弧弧度相同，实现收拢状态下与分离桶的无缝贴合，并通过两个对称的爆炸螺栓进行锁紧。收拢状态下，限位内板与分离段紧贴；在限位内板前端用爆炸螺栓与分离桶相连，限位内板末端与分离段采用卷簧铰接相连，卷簧处于拉伸储能状态；在展开状态下，爆炸螺栓断开，六个限位单体整体成伞型展开分布于分离段末端，限位单体的加强筋短边与分离段紧贴，短边上的长条形键嵌入到分离桶的键槽内，限制单体左右运动；此时卷簧仍处于拉伸状态防止单体收拢，实现限位单体的展开自锁。

图1-图2表示的是撞击装置的撞击前后的整体图，该装置由侵彻段1，缓冲段2，分离桶3，仪器段4组成。在撞击前分离桶包裹着仪器段，撞击后限制装置带着分离桶脱离。

图3-图5表示的是限制装置收拢和展开时的状态图，其中爆炸螺栓5将限制单体与分离桶锁紧，限位内板6采用与分离桶相同的弧度，内板与分离桶表面无缝贴紧。卷簧装置7采用对称的两个卷簧，将分离桶与单体相连接。展开时，卷簧拉伸锁紧单体。并且单体上长条键9嵌入到分离桶键槽8内实现锁定。

图6表示的是单个限位单体的三维图，单体上有两个对称的爆炸螺栓孔10，一个加强筋板11，一个加强筋短边上长条键12和一个限位内板。

图7表示的是与限位装置相匹配的分离桶，分离桶外表面有12个螺栓孔，6个键槽。

图8表示的是放大后的与分离桶固结的卷簧装置7，其中卷簧14放置在与分离段固结的支撑装置15上。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种可展开地外天体侵彻限位装置，包括均匀分布在撞击器分离桶上的六个可收拢和展开的限位单体、一个分离桶及桶外的12个收紧卷簧和12根爆炸螺栓；每个限位单体包括限位内板以及板上加强筋，加强筋短边面上设有一个长条形键；限位板内板与分离桶的圆弧弧度相同，未展开状态下，限位板与分离桶无缝贴合并采用爆炸螺栓进行一定程度的紧固，限位板末端与分离桶利用卷簧铰接。展开时，爆炸螺栓断开，键嵌入分离桶的键槽，卷簧仍处于拉紧状态，实现装置展开时的自锁定。该装置能够承受撞击的巨大冲击，并能够有效的实现分离段停留在天体表面，起到侵彻限位的功能。

技术研发人员：方宝东;王伟;耿志卿;黄帆;刘畅;徐亮
受保护的技术使用者：上海卫星工程研究所
技术研发日：2018.06.19
技术公布日：2019.01.04