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[发明专利]一种小天体附着取样封装一体化装置-CN201911055462.2有效
发明人：赵志军;刘宾;孟林智;张文明;杨旭;杨建中;王耀兵;杨晨 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2019-10-31 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：一种小天体附着取样封装一体化装置，通过对着陆缓冲机构及采样机构进行改进，解决了现有技术中难以同时兼顾着陆缓冲、附着固定、取样封装等环节的问题，同时通过四连杆着陆腿主动关节的控制产生缓冲阻尼的着陆方式，通过构型调整可实现对着陆地形的强适应性，采用机械臂末端设计多功能取样器的方式实现取样方式多样化、放样简单化，整体装置能够在实现稳定着陆的同时，于多种环境情况下完成取样任务。
一种天体附着取样封装一体化装置

[发明专利]一种基于金属橡胶的单电机控叠小行星探测器着陆装置-CN201811276513.X有效
发明人：唐德威;尹灿辉;孟林智;全齐全;邓宗全;张文明;杨旭;刘鑫 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2018-10-30 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： B64G1/62 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于金属橡胶的单电机控叠小行星探测器着陆装置，属于深空探测技术领域，特别是涉及一种基于金属橡胶的单电机控叠小行星探测器着陆装置。解决了探测器如何在情况复杂的小行星表面安全着陆的问题。它包括折叠着陆腿、收展机构和小行星探测器主体底板。它主要用于小行星探测器的着陆。
一种基于金属橡胶电机小行星探测器着陆装置

[发明专利]一种碳纤维网状双反射面高增益天线-CN202210838617.5在审
发明人：赵香妮;张晓莉;陈腾博;孙大媛;余后满;孟林智;曾福明;赵震波;盛聪;路江;鲁帆;薛欣;斯扬;段江年;侯沁芳 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2022-07-18 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： H01Q1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种碳纤维网状双反射面高增益天线，包括：副反射面、副反射面支撑杆、馈源和主反射面；主反射面的外凸面安装在探测器上，主反射面的内凹面为旋转抛物面；主反射面采用编织网状结构；副反射面的外凸面为旋转双曲面，副反射面和主反射面之间通过两根以上副反射面支撑杆连接；主反射面上、旋转抛物面的顶点处设置有通孔，馈源贯穿所述通孔设置。本发明具有高增益、高效率、耐深低温、高热稳定性、超轻量化的特点，能够实现深空超远距离通信、满足运载对重量及包络的严苛要求和能够在宽温域在轨工作温度下正常工作，满足小天体探测的任务需求。
一种碳纤维网状反射增益天线

[发明专利]基于回转电机与冲击式超声波钻同轴的行星表面锚固装置-CN201811277218.6有效
发明人：唐德威;王国庆;黄江川;孟林智;全齐全;邓宗全;贾晓宇;邹乐阳 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2018-10-30 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： B64G4/00 文献下载
摘要：本发明提出一种基于回转电机与冲击式超声波钻同轴的行星表面锚固装置，该锚固装置的三个支撑腿间隔120°均匀设置，支撑足垫设置于支撑腿底部，钻进锚固机构安装于支撑腿内部且一端从支撑足垫穿出；锚固钻进机构的齿条沿支撑腿方向固定连接于支撑腿内部，驱动电机驱动齿轮在齿条上移动带动冲击式超声波钻钻进单元完成钻进与锚固动作。解决了现有技术的小行星探测器着陆后无法快速固定在小行星表面的问题，为了使小行星探测器在小行星表面着陆并与小行星表面建立稳定联接进行取样，本发明提出一种基于回转电机与冲击式超声波钻同轴的行星表面锚固装置，具有自排屑功能，提高了钻进效率，使小行星探测器快速固定在小行星表面。
基于回转电机冲击超声波同轴行星表面锚固装置

[发明专利]一种具有磨削及夹持功能的小天体一体化取样器-CN202010202101.2有效
发明人：杨旭;张文明;赵志军;林云成;王康;李德伦;刘雅芳;刘宾;孟林智 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2020-03-20 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G01N1/04 文献下载
摘要：本发明涉及航天领域，为一种具有磨削及夹持功能的小天体一体化取样器，包括夹持取样器、磨削取样器、样品封装容器、深度相机。利用夹持电机驱动滚珠丝杠螺母及放样推杆往复运动，并通过连杆带动夹持爪开合，实现样品夹取及同步送样；利用磨削电机驱动金属铣刀组件高速旋转实现动能储存，接触星表后完成样品磨削取样及送样。通过布置磨削取样器接触开关同步实现取样器位姿检测。本发明采用磨削及夹持一体化设计，具备星表风化层、岩粉、岩块等多种目标的取样能力，实现多种方式取样的同时完成样品放样，结构紧凑无附加机构。
一种具有磨削夹持功能天体一体化取样

[发明专利]一种用于小天体星表的钻取机构-CN202010305939.4有效
发明人：张文明;赵志军;杨旭;刘鑫;刘宾;孟林智 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2020-04-17 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于小天体星表的钻取机构，属于航天深空探测技术领域，进行小天体表层样品自动钻探、样品采集任务。一种用于深空探测的弱引力星表钻取机构，采用超声波钻进行钻进，可实现小进给力、大硬度样钻进；并且在钻进行过程中，将样品集中在一起，在钻到规定深度后，会将样品收集容器封闭。保护点为：弱引力星表钻取机构设计方案及工作原理，触地组件设计，超声波钻进+样品采集一体化设计方案。
一种用于天体机构

[发明专利]一种兼顾火星环绕、进入、着陆探测的轨道设计方法-CN202111274664.3有效
发明人：周文艳;饶炜;高珊;张相宇;赵峭;田百义;董捷;孟林智;张婷;杨眉;缪远明 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2021-10-29 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种兼顾火星环绕、进入、着陆探测的轨道设计方法，根据速度增量需求和不同倾角、半长轴的遥感轨道的演化规律，综合考虑近火点光照及全火覆盖情况，设计出遥感轨道；然后考虑近火点漂移和中继数据量，设计中继轨道；再考虑速度增量需求、进入点误差、着陆区详查等约束，设计停泊轨道；根据着陆点纬度与近火点纬度的关系，并考虑近火制动的安全性和速度增量需求，选择近火点高度、倾角和轨道周期等参数；最后用多次变轨将各阶段飞行轨道完整的连接在一起，实现了一步完成环绕、进入、着陆探测的目标。
一种兼顾火星环绕进入着陆探测轨道设计方法

[发明专利]一种小天体探测用电磁阻尼缓冲可折叠式附着腿-CN201911055446.3有效
发明人：李德伦;赵志军;盛望京;危清清;高翔宇;杨旭;张文明;孟林智;朱超;文毅 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2019-10-31 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： B64G1/62 文献下载
摘要：一种小天体探测用电磁阻尼缓冲可折叠式附着腿，为了适应小天体探测任务需求，采用电机的力控制产生等效阻尼实现着陆腿着陆缓冲，同时采用可折叠的着陆腿设计，将折叠运动的驱动电机与缓冲吸能用电机进行复用，使得着陆腿在折叠的同时具有缓冲功能，解决了传统缓冲着陆腿机构缓冲性能不能满足需求、实现缓冲着陆设计手段单一的问题。
一种天体探测用电磁阻缓冲折叠式附着

[发明专利]一种可重复使用的小天体表面附着缓冲机构-CN202010300543.0有效
发明人：张文明;杨旭;赵志军;曾磊;孟林智 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2020-04-16 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： F16F7/104 文献下载
摘要：本发明涉及一种可重复使用的小天体表面附着缓冲机构，属于航天技术领域，应用于深空探测，适用于探测器在小天体表面多次、重复附着，可满足探测器对小天体的多点取样、探测需求。附着时，触地组件首先与小天体表面接触，消除附着瞬间的高频冲击，接着触地组件推动滚珠丝杠沿导向槽向上运动，同时滚珠丝杠带动丝杠螺母及输出齿轮转动，在此过程中，电机制动，不发生转动，螺旋弹簧被压缩；离开时，触地组件离开小天体表面，电机转动，通过单向轴承带动输出齿轮、丝杠螺母转动，将滚珠丝杠、螺旋弹簧释放回初始位置。
一种重复使用天体表面附着缓冲机构

[发明专利]实现表层块状样品抓取采样的小行星探测器-CN201910362956.9有效
发明人：黄江川;孟林智;邓宗全;刘宾;郭璠;全齐全;杨晨;刘一武;马继楠;廖慧兮;赵志军 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2019-04-30 - 公布日： 2021-02-09 - 主分类号： B25J9/06 文献下载
摘要：一种实现表层块状样品抓取采样的小行星探测器，包括轨控发动机喷嘴、探测器主体、若干圆形太阳翼、若干着陆腿、采样机械臂和样品返回舱；轨控发动机喷嘴固定在探测器主体顶面中心，为探测器提供推力；圆形太阳翼在探测器主体上部边缘沿圆周方向均匀布置，着陆腿在探测器主体底面外缘沿圆周方向均匀布置，采样机械臂安装在探测器主体底面，样品返回舱固定在探测器主体底部中心且开口位于探测器主体外部。本发明可在小行星表面实现可靠的多次附着，科研探测时间充分、探测区域大；并且可拾取小行星表层块状物质并返回地球，样品所含信息丰富完整、样品量多，地面研究对样品的利用程度充分。
实现表层块状样品抓取采样小行星探测器

[发明专利]一种腿臂复用式小天体附着取样一体化探测器-CN202010976856.8在审
发明人：赵志军;吴爽;张文明;杨旭;袁宝峰;孟林智 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2020-09-16 - 公布日： 2021-01-22 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种腿臂复用式小天体附着取样一体化探测器，包括：探测器本体、返回器、姿控发动机、机械臂和附着取样器；所述探测器本体外表面上均布两个以上相同的机械臂，每个机械臂一端与探测器本体固连，另一端安装有附着取样器，附着取样器能够在机械臂的驱动下进行附着和取样，且取样状态下附着取样器的底部能够附着在小天体表面；所述探测器本体的底部朝向小天体表面，顶部安装有返回器，用于收集附着取样器取样的样品；所述探测器本体的外表面上均匀布置有一对以上姿控发动机，用于对探测器本体施加力或力矩，进而控制探测器本体的姿态。
一种腿臂复用式小天体附着取样一体化探测器

[发明专利]基于冲击式超声波钻进取芯、斜楔断芯的小行星采样器-CN201811277238.3在审
发明人：邓宗全;孟林智;全齐全;唐德威;杨正 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2018-10-30 - 公布日： 2020-05-08 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于冲击式超声波钻进取芯、斜楔断芯的小行星采样器，包括探测器本体、机械臂、超声波钻和返回舱，机械臂和返回舱均布置在探测器本体上，所述的超声波钻设置在机械臂末端，机械臂带动超声波钻采样后送入返回舱，超声波钻包括压电换能器、壳体、恢复弹簧和取芯钻杆，压电换能器固定在壳体上，压电换能器的输出端穿入壳体内，取芯钻杆包括一体设置的密封空心杆和容芯槽，在容芯槽内靠近密封空心杆处设置有断芯簧片，在容芯槽的槽壁上均匀设置若干对夹持簧片，密封空心杆穿入壳体内与压电换能器的输出端连接。本发明采用具有低钻压高效能的超声波钻进，基于斜楔断芯实现小行星表面采样，利用机械臂实现在小行星表面选点采样。
基于冲击超声波钻进斜楔断芯小行星采样

[发明专利]基于引力加速度的小天体引力场球谐系数确定方法-CN201911074154.4在审
发明人：李翔宇;乔栋;黄江川;孟林智 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2019-11-06 - 公布日： 2020-02-21 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明为公开的一种基于引力加速度的小天体引力场球谐系数确定方法，属于航空航天领域。本发明实现方法为：通过小天体的多面体形状模型，在小天体附近选定采样点，对采样点采用多面体法计算采样点的引力加速度，同时根据球谐引力场的计算方法建立引力加速度表达式，联立方程求解得到对应的球谐系数，将得到的球谐系数应用于构建小天体观测的环绕轨道，实现小天体观测的环绕轨道的初步轨道设计，提高小天体观测的环绕轨道设计精度和效率。本发明具有计算效率高，精度高的优点，适用于对小天体附近运动的初步分析，实现任务轨道的设计，节省任务轨道的资源消耗。
基于引力加速度天体引力场系数确定方法

[发明专利]一种快速筛选日地平衡点小行星探测目标的方法-CN201711264943.5有效
发明人：黄江川;李翔宇;乔栋;尚海滨;孟林智;王晓磊 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2017-12-05 - 公布日： 2019-02-01 - 主分类号： B64G1/10 文献下载
摘要：本发明公开的一种快速筛选日地平衡点小行星探测目标的方法，属于航空航天领域。本发明在太阳‑地球质心旋转系下建立探测器动力学方程；将探测器在旋转系下的位置速度转换到太阳为中心的惯性系下，并表示成轨道要素形式；给定探测器的速度增量约束和转移时间约束，求解最优两脉冲转移轨道，计算满足约束的小行星探测目标最大轨道根数范围；根据小行星探测目标参数范围，对小行星数据库中的小行星探测目标进行筛选，排除参数范围外的小行星探测目标；剩余小行星探测目标为满足多重约束条件的小行星探测目标，并根据探测任务需要完成精确轨道设计，得到相应的轨道转移机会，完成相应小行星探测任务。本发明具有筛选速度快、且不受发射时间影响的优点。
小行星探测探测器快速筛选平衡点航空航天领域筛选动力学方程轨道设计轨道要素轨道转移目标参数时间影响时间约束速度增量速度转换约束条件转移轨道惯性系小行星脉冲求解太阳根数质心数据库探测发射地球轨道

[发明专利]一种用于复杂约束下低能量小天体精确探测轨道转移方法-CN201711264944.X有效
发明人：乔栋;黄江川;杜燕茹;李翔宇;尚海滨;孟林智 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2017-12-05 - 公布日： 2018-12-21 - 主分类号： B64G1/10 文献下载
摘要：本发明公开的一种用于复杂约束下低能量小天体精确探测轨道转移方法，属于航空航天技术领域。本发明首先确定探测轨道设计任务所需满足的多种复杂非一致强耦合约束，建立多种复杂非一致强耦合约束与轨道设计参数的映射关系；在质心旋转坐标系下建立探测器动力学方程；通过建立的线性化探测器动力学方程提供初值，采用非线性降维方法和二阶微分修正得到星历模型下精确的拟周期轨道；基于星历模型下精确的拟周期轨道，采用拟流形扰动法优化获得转移轨道初值；针对多种复杂非一致强耦合约束对得到的转移轨道初值进行修正，获得精确的低能量转移轨道。本发明具有效率高、收敛性好、转移所需能量小的优点。
探测轨道转移轨道低能量强耦合动力学方程拟周期轨道复杂约束小天体探测器星历航空航天技术修正非线性降维旋转坐标系轨道设计映射关系扰动法收敛性线性化二阶流形质心优化

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