[发明专利]外星复杂环境自主调姿着陆巡视发射一体化探测器

权利要求书

1.一种外星复杂环境自主调姿着陆巡视发射一体化探测器，其特征在于，包括：主结构箱体和分别设置于其四个侧面的多模式腿机构，每个多模式腿机构包括一条多模式主链和两条多模式辅链，主结构箱体上设有控制器、双轴倾角传感器、位置传感器和视觉传感器；

所述的一体化，包括：调姿模式、着陆模式、巡视模式和发射模式，通过主结构箱体上的控制器根据传感信息和控制指令在不同模式及其互相间的切换实现折叠展开、自主调姿、着陆缓冲、巡视行走、地形适应、姿态调整、发射返回；

所述的多模式主链包括：主安装座、主电机安装法兰、丝杠螺母组件、主传动连杆、主缓冲器外套筒、主缓冲器活塞杆、动平台、足踝、足垫，其中：主安装座与主结构箱体相连且通过转动铰链分别与主电机安装法兰和主传动连杆中间部分相连，丝杠螺母组件与主安装座相连且其丝母通过转动铰链与主传动连杆的一端相连，主传动连杆的另一端通过虎克铰与主缓冲器外套筒相连，主缓冲器外套筒与主缓冲器活塞杆之间内置缓冲吸能材料，主缓冲器活塞杆的另一端与动平台固定相连，动平台进一步通过两个球铰分别与两个多模式辅链相连，足踝与动平台相连且通过球铰与足垫相连；

所述的多模式辅链包括：辅电机、辅电机安装法兰、齿啮式离合器定子、齿啮式离合器转子、回转轴盘、辅操纵杆、辅缓冲器外套筒、辅缓冲器活塞杆，其中：辅电机安装法兰分别与辅电机外壳和主结构箱体侧板固定相连，齿啮式离合器定子与主结构箱体侧板固定相连且与齿啮式离合器转子之间通过齿啮式配合或者脱离，齿啮式离合器转子与回转轴盘固定相连，辅操纵杆与回转轴盘固定相连且通过虎克铰与辅缓冲器外套筒相连，辅缓冲器外套筒中内置缓冲吸能材料，辅缓冲器活塞杆在着陆缓冲时相对辅缓冲器外套筒伸缩且其一端通过球铰与动平台相连。

2.根据权利要求1所述的外星复杂环境自主调姿着陆巡视发射一体化探测器，其特征是，所述的主传动连杆在调姿模式下相对主安装座固定不动，在巡视模式下受控运动，在发射模式下实现固定不动或者受控运动。

3.根据权利要求1所述的外星复杂环境自主调姿着陆巡视发射一体化探测器，其特征是，所述的辅电机、辅电机安装法兰、齿啮式离合器定子、齿啮式离合器转子、回转轴盘依次同轴相连。

4.根据权利要求1所述的外星复杂环境自主调姿着陆巡视发射一体化探测器，其特征是，所述的多模式辅链在自主调姿、巡视行走和发射模式下，齿啮式离合器定子与转子相脱离，此时辅操纵杆在辅电机的驱动下绕辅电机输出轴轴线旋转，注意此转轴的轴线方向是垂直于主结构箱体侧面；在着陆模式下，齿啮式离合器定子与转子相配合固定，辅操纵杆相对主结构箱体刚化不动。

5.根据权利要求1或2所述的外星复杂环境自主调姿着陆巡视发射一体化探测器，其特征是，所述的不同模式及其互相间的切换包括：在调姿模式下，为了匹配外星地表的复杂几何形貌，需要改变足垫位形以匹配最佳足端触地点，此时多模式主链锁死不动，多模式辅链中的齿啮式离合器处于脱离状态，所以辅电机驱动辅操纵杆始终贴着主结构箱体侧壁运动，从而保证多模式腿机构的桁架属性不变性和着陆稳定性；在着陆模式下，齿啮式离合器处于配合状态，多模式主链和多模式辅链均锁死不动，从而多模式腿机构具备桁架属性和稳定可靠的着陆位形；在巡视模式下，齿啮式离合器处于脱离状态，多模式腿机构在动力源的驱动下进行受控运动，从而使该探测器进行四足机器人化行走探测；在发射模式下，齿啮式离合器处于脱离状态，同时主传动连杆相对主安装座固定或运动，主传动连杆在调节上升器发射角的同时保证多模式腿机构具备稳定的桁架属性，主安装座进一步增大上升器发射角的调节能力，最终发射时齿啮式离合器处于配合状态且所有电机均抱死。