一种单滑杆万向摆角续送转移装置及转移方法

1.本发明属于星球巡视器转移技术领域，特别是涉及一种单滑杆万向摆角续送转移装置及转移方法。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明旨在提出一种单滑杆万向摆角续送转移装置及转移方法，以满足现有巡视器转移的需求。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种单滑杆万向摆角续送转移装置，它包括水平摆转机构、侧向展开机构和滑杆续送机构，所述水平摆转机构与着陆器相连，所述侧向展开机构与水平摆转机构相连，所述滑杆续送机构与侧向展开机构相连，所述滑杆续送机构与星球巡视器相连，所述水平摆转机构包括平摆电机和回转座，所述平摆电机与回转座相连，驱动回转座沿水平方向摆转，所述侧向展开机构包括侧摆电机、第一棘轮、第二棘轮和单向转轴，所述侧摆电机的两个输出端分别连接第一棘轮和第二棘轮，所述第一棘轮与单向转轴相连，所述单向转轴与回转座相连，所述滑杆续送机构包括滑杆、缓释绳轮、缓释绳和丝杠，所述滑杆与单向转轴相连，所述丝杠设置在滑杆内部，所述缓释绳轮一端与第二棘轮相连，另一端与丝杠相连，所述丝杠上螺接有螺母，所述螺母通过脱离机构与星球巡视器相连，所述缓释绳轮上缠绕缓释绳，所述缓释绳与螺母相连。
7.更进一步的，所述脱离机构包括压钩、楔块和凸轮，所述螺母与连接座相连，所述连接座通过压钩的约束设置在星球巡视器上方，所述压钩与星球巡视器之间设置有拉簧，所述压钩下方与楔块的斜面配合相连，所述楔块下方与凸轮相连，所述凸轮与车轮相连，所
述楔块侧面与限位块限位配合。
8.更进一步的，所述脱离机构数量为两个，两个脱离机构分别设置在星球巡视器的两侧。
9.更进一步的，所述转移装置在收拢状态时，星球巡视器通过星球巡视器锁定机构与着陆器相连，滑杆通过滑杆锁定机构与着陆器相连。
10.更进一步的，所述星球巡视器锁定机构和滑杆锁定机构采用火工解锁机构和/或电动解锁机构。
11.更进一步的，所述电动解锁机构包括限位杆、承力锥环和锁盖，所述承力锥环与着陆器相连，所述锁盖与星球巡视器相连，所述限位杆滑动连接在分离杆内部，所述分离杆一端与承力锥环相连，另一端插入锁盖内，所述限位杆中部设置有凸台，凸台底面与承力锥环之间设置有限位弹簧，所述承力锥环与锁盖之间设置有助分弹簧，所述分离杆周围开设有多个通孔，所述通孔内设置有滚珠，所述锁盖上开设有球槽，所述滚珠与球槽卡合，所述限位杆与解锁机构相连。
12.更进一步的，所述解锁机构与第一棘轮相连。
13.更进一步的，所述解锁机构为偏心轮解锁机构，所述偏心轮解锁机构包括偏心轮和解锁拉绳，所述偏心轮设置在第一棘轮的端面上，所述解锁拉绳一端与偏心轮相连，另一端与限位杆相连。
14.更进一步的，所述解锁机构为凸轮滑杆解锁机构，所述凸轮滑杆解锁机构包括解锁凸轮、解锁滑杆和解锁拉绳，所述解锁凸轮设置在第一棘轮的端面上，所述解锁凸轮侧边与解锁滑杆一端接触配合，所述解锁滑杆的另一端与解锁拉绳相连，所述解锁拉绳与限位杆相连。
15.更进一步的，所述解锁滑杆侧面设置有限位槽，所述限位槽与限位销锁紧配合。
16.更进一步的，所述解锁拉绳上设置有转向滑轮。
17.更进一步的，所述星球巡视器锁定机构数量为两个，两个星球巡视器锁定机构并排布置在星球巡视器底部与着陆器侧壁之间。
18.更进一步的，所述滑杆为c型截面，所述螺母套接在滑杆外侧，所述螺母通过滑杆c型截面开口处与丝杠相连。
19.更进一步的，所述丝杠为梯形丝杠，直径10mm，导程12mm。
20.更进一步的，所述水平摆转机构还包括齿轮组和支座，所述支座与着陆器相连，所述齿轮组上的第一转轴与平摆电机相连，所述齿轮组上的第二转轴与回转座相连。
21.更进一步的，所述第一棘轮通过锥齿轮组变换轴向后与单向转轴相连。
22.更进一步的，所述单向转轴内设置有棘齿，所述棘齿通过卡爪锁定。
23.本发明还提供了一种单滑杆万向摆角续送转移装置的转移方法，它包括以下步骤：
24.步骤1：所述星球巡视器锁定机构和滑杆锁定机构解锁，实现星球巡视器和着陆器之间的解锁；
25.步骤2：侧摆电机正转，通过第一棘轮作用使滑杆绕单向转轴展开，同时平摆电机旋转，带动滑杆摆转，在一定的扇形区域内选择合适的着陆点；
26.步骤3：当滑杆展开至合适位置后侧摆电机反向旋转，通过第二棘轮作用带动缓释
绳轮转动，缓释绳轮带动丝杠旋转，同时释放缓释绳，通过丝杠与螺母的作用将星球巡视器推至滑杆末端并直至脱离；
27.步骤4：星球巡视器脱离滑杆后侧摆电机继续反向旋转，释放缓释绳，缓释绳通过滑杆内部以续送的方式将星球巡视器悬吊续送至星球表面；
28.步骤5：星球巡视器移动，在脱离机构的作用下与缓释绳分离。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过水平摆转机构能够控制滑杆绕x轴向旋转，使滑杆展开后可在yz平面内选择合适的落点，配合侧向展开机构形成扇形区域的落点选择范围。侧向展开机构能够控制滑杆绕y轴向旋转，实现滑杆相对着陆器的展开，以便于将月球车送至指定距离处。滑杆续送机构能够将月球车沿滑杆驱动至末端，脱离滑杆约束后，利用缓释绳将月球车缓降至月面。
30.巡视器初始态收拢并压紧于着陆器侧壁，巡视器与着陆器采用锁定机构压紧，通过控制解锁机构的锁定及解锁，即可实现巡视器及滑杆的同步压紧与解锁释放。巡视器的压紧、解锁及转移机构实现了共体设计，结构简单，可靠性高。能够以扇形区域的形式选择着陆地点，选择范围大，受工况影响很小。整个转移装置采用滑杆结构，悬伸距离较短，结构刚性好。
附图说明
31.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
32.图1为本发明所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置结构示意图；
33.图2为本发明所述的水平摆转机构工作方式示意图；
34.图3为本发明所述的水平摆转机构结构示意图；
35.图4为本发明所述的侧向展开机构工作方式示意图；
36.图5为本发明所述的侧向展开机构结构示意图；
37.图6为本发明所述的单向转轴内部结构示意图；
38.图7为本发明所述的滑杆续送机构结构示意图；
39.图8为本发明所述的螺母连接结构示意图；
40.图9为本发明所述的图8中放大位置示意图；
41.图10为本发明所述的图9中a-a剖视结构示意图；
42.图11为本发明所述的星球巡视器锁定机构和滑杆锁定机构连接结构示意图；
43.图12为本发明所述的脱离机构结构示意图；
44.图13为本发明所述的电动解锁机构结构示意图；
45.图14为本发明所述的电动解锁机构解锁过程示意图；
46.图15为本发明所述的星球巡视器与着陆器分离状态示意图；
47.图16为本发明所述的偏心轮解锁机构结构示意图；
48.图17为本发明所述的凸轮滑杆解锁机构结构示意图；
49.图18为本发明所述的星球巡视器解锁状态示意图；
50.图19为本发明所述的滑杆摆转展开状态示意图；
51.图20为本发明所述的星球巡视器滑降过程示意图；
52.图21为本发明所述的星球巡视器续送至星球表面状态示意图；
53.图22为本发明所述的标称工况下转移过程主视结构示意图；
54.图23为本发明所述的标称工况下转移范围示意图；
55.图24为本发明所述的后仰14
°
转移工况下转移过程主视结构示意图；
56.图25为本发明所述的后仰14
°
转移工况下移范围示意图；
57.图26为本发明所述的前俯-14
°
转移工况下转移过程主视结构示意图；
58.图27为本发明所述的前俯-14
°
转移工况下移范围示意图；
59.图28为本发明所述的极端工况下转移过程主视结构示意图；
60.图29为本发明所述的极端工况下转移范围示意图。
61.1-星球巡视器，2-着陆器，3-水平摆转机构，4-侧向展开机构，5-滑杆续送机构，6-平摆电机，7-侧摆电机，8-齿轮组，9-支座，10-回转座，11-第一转轴，12-第二转轴，13-第一棘轮，14-第二棘轮，15-锥齿轮组，16-缓释绳轮，17-单向转轴，18-滑杆，19-缓释绳，20-螺母，21-丝杠，22-星球巡视器锁定机构，23-滑杆锁定机构，24-连接座，25-定位销，26-压钩，27-拉簧，28-楔块，29-限位块，30-凸轮，31-车轮，32-解锁拉绳，33-承力锥环，34-滚珠，35-锁盖，36-限位杆，37-分离杆，38-限位弹簧，39-助分弹簧，40-偏心轮，41-解锁凸轮，42-限位销，43-解锁滑杆。
具体实施方式
62.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
63.本实施例以落月转移过程为例，所述星球巡视器1为月球车。
64.参见图1-29说明本实施方式，一种单滑杆万向摆角续送转移装置，它包括水平摆转机构3、侧向展开机构4和滑杆续送机构5，所述水平摆转机构3与着陆器2相连，所述侧向展开机构4与水平摆转机构3相连，所述滑杆续送机构5与侧向展开机构4相连，所述滑杆续送机构5与月球车相连，所述水平摆转机构3包括平摆电机6和回转座10，所述平摆电机6与回转座10相连，驱动回转座10沿水平方向摆转，所述侧向展开机构4包括侧摆电机7、第一棘轮13、第二棘轮14和单向转轴17，所述侧摆电机7的两个输出端分别连接第一棘轮13和第二棘轮14，所述第一棘轮13与单向转轴17相连，所述单向转轴17与回转座10相连，所述滑杆续送机构5包括滑杆18、缓释绳轮16、缓释绳19和丝杠21，所述滑杆18与单向转轴17相连，所述丝杠21设置在滑杆18内部，所述缓释绳轮16一端与第二棘轮14相连，另一端与丝杠21相连，所述丝杠21上螺接有螺母20，所述螺母20通过脱离机构与月球车相连，所述缓释绳轮16上缠绕缓释绳19，所述缓释绳19与螺母20相连。
65.本实施例整体包括三个结构，即水平摆转机构3、侧向展开机构4和滑杆续送机构5。水平摆转机构3具有绕x轴向转动的功能，能够控制滑杆18绕x轴向旋转，可实现滑杆18及月球车的水平摆转，使滑杆18展开后可在yz平面内选择合适的落点，配合侧向展开机构4，构成扇形区域的落点选择范围。侧向展开机构4具有绕y轴向转动的功能，能够控制滑杆18绕y轴向旋转，实现滑杆18及月球车的侧向摆转，使滑杆18相对着陆器2的展开，以便于将月球车送至指定距离处。滑杆续送机构5能够控制月球车沿滑杆18缓慢下降驱动至末端，脱离
滑杆18后，能利用缓释绳19将月球车续送至月面。
66.本实施例所述转移装置在收拢状态时，月球车通过月球车锁定机构22与着陆器2相连，滑杆18通过滑杆锁定机构23与着陆器2相连。所述月球车锁定机构22数量为两个，两个月球车锁定机构22并排布置在月球车底部与着陆器2侧壁之间，用于锁定月球车。滑杆锁定机构23布置于滑杆18末端与着陆器2之间，作为辅助锁定限制滑杆18。所述月球车锁定机构22和滑杆锁定机构23采用火工解锁机构和/或电动解锁机构。三个解锁机构可以全部使用火工解锁机构或者全部使用电动解锁机构，也可以使用两个火工解锁机构和一个电动解锁机构。
67.所述电动解锁机构包括限位杆36、承力锥环33和锁盖35，所述承力锥环33与着陆器2相连，所述锁盖35与月球车相连，所述限位杆36滑动连接在分离杆37内部，所述分离杆37一端与承力锥环33相连，另一端插入锁盖35内，所述限位杆36中部设置有凸台，凸台底面与承力锥环33之间设置有限位弹簧38，所述承力锥环33与锁盖35之间设置有助分弹簧39，所述分离杆37周围开设有多个通孔，所述通孔内设置有滚珠34，所述锁盖35上开设有球槽，所述滚珠34与球槽卡合，所述限位杆36与解锁机构相连。
68.滚珠式压紧机构属于典型的电动压紧机构，其显著特点是解锁力小。在产品承载不大，而外型尺寸及机构重量受限，且在机械结构设计要求较高的条件下，采用滚珠限位实现多点连接提供承载力的同时，通过限位杆36解锁释放滚珠34从而实现解锁分离。
69.电动解锁机构处于压紧状态时，通过滚珠34、分离杆37和限位杆36之间的相互作用，将着陆器2及月球车紧密地连接在一起。在着陆器2落月后需要解锁时，通过驱动解锁机构牵拉限位杆36，克服限位弹簧38的预紧力及摩擦力，使限位杆36移至左端，此时滚珠34径向失去约束，分离杆37与锁盖35脱离，完成解锁。助分弹簧39提供推力，帮助月球车实现分离。
70.所述解锁机构与第一棘轮13相连，通过侧摆电机7转动牵拉限位杆36实现解锁。以侧摆电机7为驱动源，其输出端与第一棘轮13连接，正转控制滑杆18展开，完成转移动作。解锁机构与缓释绳轮16使用同一动力源，实现了月球车压紧、解锁及转移的共体设计，减少装置的复杂度，提高可靠性。为此提出了两种解锁机构的形式，分别为偏心轮解锁机构和凸轮滑杆解锁机构。
71.如图16所示，所述解锁机构为偏心轮解锁机构，所述偏心轮解锁机构包括偏心轮40和解锁拉绳32，所述偏心轮40设置在第一棘轮13的端面上，所述解锁拉绳32一端与偏心轮40相连，另一端与限位杆36相连。月球车与着陆器2的解锁通过第一棘轮13端面的偏心轮40实现，第一棘轮13左端安装偏心轮40，偏心轮40旋转即可通过解锁拉绳32牵引限位杆36，实现解锁。这种解锁机构结构简单，但存在偏心轮40持续旋转，限位杆36受拉往复动作的问题，但并不影响正常解锁。
72.为了解决偏心轮解锁机构中限位杆36受拉往复动作的问题，同时延长解锁触发时间，提出了凸轮滑杆解锁机构。如图17所示，所述凸轮滑杆解锁机构包括解锁凸轮41、解锁滑杆43和解锁拉绳32，所述解锁凸轮41设置在第一棘轮13的端面上，所述解锁凸轮41侧边与解锁滑杆43一端接触配合，所述解锁滑杆43的另一端与解锁拉绳32相连，所述解锁拉绳32与限位杆36相连。第一棘轮13左侧安装了解锁凸轮41，解锁凸轮41与解锁滑杆43配合，解锁滑杆43另一端通过解锁拉绳32与限位杆36连接。当第一棘轮13开始旋转时，带动解锁凸
轮41推动解锁滑杆43下移，牵拉解锁拉绳32使限位杆36拉出，实现解锁动作。更进一步的，所述解锁滑杆43侧面设置有限位槽，所述限位槽与限位销42锁紧配合。通过限位销42弹出锁住解锁滑杆43。这种解锁机构结构稍显复杂，但较好地解决了偏心轮解锁方案中的问题，同时利用解锁凸轮41廓线可控制解锁保持时间，以确保可靠解锁分离。
73.上述的两个偏心轮解锁机构和凸轮滑杆解锁机构方案中所述解锁拉绳32上设置有转向滑轮，通过转向滑轮改变解锁拉绳32的牵拉方向，使解锁拉绳32能够将限位杆36拉出。
74.如图2和3所示，水平摆转机构3的作用是控制滑杆18绕x轴向旋转，使滑杆18展开后可在yz平面内选择合适的落点，配合侧向展开机构4，构成扇形区域的落点选择范围。所述水平摆转机构3还包括齿轮组8和支座9，所述支座9与着陆器2相连，所述齿轮组8上的第一转轴11与平摆电机6相连，所述齿轮组8上的第二转轴12与回转座10相连。平摆电机6旋转，通过齿轮组8降速增矩后，驱动回转座10绕第二转轴12转动，回转座10上安装了侧向展开机构4，则实现了整个侧向展开机构4的水平摆转。
75.如图4-6所示，侧向展开机构4的作用是控制滑杆18绕y轴向旋转，实现滑杆18相对着陆器2的展开，以便于将月球车送至指定距离处。所述第一棘轮13通过锥齿轮组15变换轴向后与单向转轴17相连，侧摆电机7正转时通过第一棘轮13将动力输出给锥齿轮组15，经过锥齿轮组15的变换轴向作用，将动力传递给单向转轴17，单向转轴17逆时针转动，带动滑杆18完成展开动作，所述单向转轴17内设置有棘齿，所述棘齿通过卡爪锁定。转至指定角度时，单向转轴17内的棘齿和卡爪锁定，侧摆电机7反转用以驱动月球车滑移及缓释降落。
76.如图7-10所示，滑杆续送机构5的作用是将月球车沿滑杆18驱动至末端，脱离滑杆18约束后，利用缓释绳19将月球车缓降至月面。侧摆电机7是滑降续送及侧向展开两个机构的动力源，分别利用了侧摆电机7的反转与正转进行驱动，并且互相利用棘轮进行锁定。在滑杆续送机构5中，侧摆电机7反转，通过第二棘轮14将动力传递给缓释绳轮16，缓释绳轮16旋转放出缓释绳19，同时缓释绳轮16又将动力传递给滑杆18内的丝杠21，丝杠21旋转，通过丝杠21与螺母20的作用，驱动月球车移动，配合缓释绳轮16释放缓释绳19，实现月球车沿滑杆18的下移。当月球车移动至滑杆18端部时，螺母20与丝杠21脱离，同时月球车与滑杆18脱离，月球车受到缓释绳19控制，侧摆电机7继续旋转，缓释绳19持续释放，则以续送的方式将月球车降落于月面。
77.考虑到滑杆18的导向作用及传动需求，滑杆18设计为c型截面，所述螺母20套接在滑杆18外侧，所述螺母20通过滑杆18的c型截面开口处与丝杠21相连，所述丝杠21为t10
×
12梯形丝杠，直径10mm，导程12mm，螺母20上设置栓绳点，用于固定缓释绳19。
78.本实施例所述脱离机构包括压钩26、楔块28和凸轮30，所述螺母20与连接座24相连，所述连接座24通过压钩26的约束设置在月球车上方，所述压钩26与月球车之间设置有拉簧27，所述压钩26下方与楔块28的斜面配合相连，所述楔块28下方与凸轮30相连，所述凸轮30与车轮31相连，所述楔块28侧面与限位块29限位配合。依靠压钩26将连接座24约束在月球车顶面，脱离动力来源于月球车的行走轮轴，当月球车正常着陆后，行走轮轴转动，车轮31带动凸轮30旋转，凸轮30推动楔块28向上移动，楔块28利用斜面将压钩26翻转，释放连接座24实现脱离。优选的，所述脱离机构数量为两个，两个脱离机构分别设置在月球车的两侧。
79.本发明还提供了一种单滑杆万向摆角续送转移装置的转移方法，如图18-29所示，它包括以下步骤：
80.步骤1：所述月球车锁定机构22和滑杆锁定机构23解锁，实现月球车和着陆器2之间的解锁，解锁方式可使用火工解锁和/或电动解锁；
81.步骤2：侧摆电机7正转，通过第一棘轮13作用使滑杆18绕单向转轴17展开，同时平摆电机6旋转，带动滑杆18摆转，在一定的扇形区域内选择合适的着陆点；
82.步骤3：当滑杆18展开至合适位置后侧摆电机7反向旋转，电机输出切换为滑降缓释状态，通过第二棘轮14作用带动缓释绳轮16转动，缓释绳轮16带动丝杠21旋转，同时释放缓释绳19，通过丝杠21与螺母20的作用将月球车推至滑杆18末端并直至脱离；
83.步骤4：月球车脱离滑杆18后侧摆电机7继续反向旋转，释放缓释绳19，缓释绳19通过滑杆18内部以续送的方式将月球车悬吊续送至月面；
84.步骤5：月球车移动，在脱离机构的作用下与缓释绳19分离。
85.对各种极端工况进行分析，侧倾工况对选择区域影响较大，因此重点针对俯仰工况开展了转移范围分析。极限工况下，即俯仰14
°
时(月坡8
°
，着陆器2相对月面侧倾6
°
)，进行月球车转移范围及干涉检查。
86.如图22和23所示为水平工况，在不考虑月球车落地期间的打滑情况下，月球车最远可送至距离着陆器1679mm处，由图可看出，月球车在-z侧有两个扇形区域可以选择，即93
°
范围及47
°
范围。
87.如图24和25所示为后仰14
°
工况，月球车最远可送至距离着陆器1626mm处，月球车在-z侧有两个扇形区域可以选择，即87
°
范围及41
°
范围。可以看出扇形区域张角及半径相对于水平工况均有所减小，即转移范围变小。
88.如图26和27所示为前俯14
°
工况，月球车最远可送至距离着陆器1705mm处，月球车在-z侧有一个贯通扇形区域可以选择即180
°
范围。可以看出相较水平工况而言，转移范围变大。
89.综合考虑各种极端工况，以着陆器2上表面中心为参考点，将各工况转移范围复合在一起，转移范围的交集如图28和29所示，可以看出第一象限为主要转移区，受工况影响较小，第四象限受影响较大，但仍保留了一部分的转移范围。
90.综上，本实施例所述的转移装置及转移方法可在第一、四象限选择月球车着陆区域，选择范围较宽，可综合考虑光照需求及月面平坦需求。
91.对于其他星球的星球巡视器转移方案与落月转移过程相同，星球巡视器1为对应的星球的巡视器即可。
92.以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。

技术特征：
1.一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：它包括水平摆转机构(3)、侧向展开机构(4)和滑杆续送机构(5)，所述水平摆转机构(3)与着陆器(2)相连，所述侧向展开机构(4)与水平摆转机构(3)相连，所述滑杆续送机构(5)与侧向展开机构(4)相连，所述滑杆续送机构(5)与星球巡视器(1)相连，所述水平摆转机构(3)包括平摆电机(6)和回转座(10)，所述平摆电机(6)与回转座(10)相连，驱动回转座(10)沿水平方向摆转，所述侧向展开机构(4)包括侧摆电机(7)、第一棘轮(13)、第二棘轮(14)和单向转轴(17)，所述侧摆电机(7)的两个输出端分别连接第一棘轮(13)和第二棘轮(14)，所述第一棘轮(13)与单向转轴(17)相连，所述单向转轴(17)与回转座(10)相连，所述滑杆续送机构(5)包括滑杆(18)、缓释绳轮(16)、缓释绳(19)和丝杠(21)，所述滑杆(18)与单向转轴(17)相连，所述丝杠(21)设置在滑杆(18)内部，所述缓释绳轮(16)一端与第二棘轮(14)相连，另一端与丝杠(21)相连，所述丝杠(21)上螺接有螺母(20)，所述螺母(20)通过脱离机构与星球巡视器(1)相连，所述缓释绳轮(16)上缠绕缓释绳(19)，所述缓释绳(19)与螺母(20)相连。2.根据权利要求1所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述脱离机构包括压钩(26)、楔块(28)和凸轮(30)，所述螺母(20)与连接座(24)相连，所述连接座(24)通过压钩(26)的约束设置在星球巡视器(1)上方，所述压钩(26)与星球巡视器(1)之间设置有拉簧(27)，所述压钩(26)下方与楔块(28)的斜面配合相连，所述楔块(28)下方与凸轮(30)相连，所述凸轮(30)与车轮(31)相连，所述楔块(28)侧面与限位块(29)限位配合。3.根据权利要求2所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述脱离机构数量为两个，两个脱离机构分别设置在星球巡视器(1)的两侧。4.根据权利要求1所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述转移装置在收拢状态时，星球巡视器(1)通过星球巡视器锁定机构(22)与着陆器(2)相连，滑杆(18)通过滑杆锁定机构(23)与着陆器(2)相连。5.根据权利要求4所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述星球巡视器锁定机构(22)和滑杆锁定机构(23)采用火工解锁机构和/或电动解锁机构。6.根据权利要求5所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述电动解锁机构包括限位杆(36)、承力锥环(33)和锁盖(35)，所述承力锥环(33)与着陆器(2)相连，所述锁盖(35)与星球巡视器(1)相连，所述限位杆(36)滑动连接在分离杆(37)内部，所述分离杆(37)一端与承力锥环(33)相连，另一端插入锁盖(35)内，所述限位杆(36)中部设置有凸台，凸台底面与承力锥环(33)之间设置有限位弹簧(38)，所述承力锥环(33)与锁盖(35)之间设置有助分弹簧(39)，所述分离杆(37)周围开设有多个通孔，所述通孔内设置有滚珠(34)，所述锁盖(35)上开设有球槽，所述滚珠(34)与球槽卡合，所述限位杆(36)与解锁机构相连。7.根据权利要求6所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述解锁机构与第一棘轮(13)相连。8.根据权利要求7所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述解锁机构为偏心轮解锁机构，所述偏心轮解锁机构包括偏心轮(40)和解锁拉绳(32)，所述偏心轮(40)设置在第一棘轮(13)的端面上，所述解锁拉绳(32)一端与偏心轮(40)相连，另一端与限位杆(36)相连。9.根据权利要求7所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述解锁机
构为凸轮滑杆解锁机构，所述凸轮滑杆解锁机构包括解锁凸轮(41)、解锁滑杆(43)和解锁拉绳(32)，所述解锁凸轮(41)设置在第一棘轮(13)的端面上，所述解锁凸轮(41)侧边与解锁滑杆(43)一端接触配合，所述解锁滑杆(43)的另一端与解锁拉绳(32)相连，所述解锁拉绳(32)与限位杆(36)相连。10.根据权利要求9所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述解锁滑杆(43)侧面设置有限位槽，所述限位槽与限位销(42)锁紧配合。11.根据权利要求8-10中任意一项所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述解锁拉绳(32)上设置有转向滑轮。12.根据权利要求4-10中任意一项所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述星球巡视器锁定机构(22)数量为两个，两个星球巡视器锁定机构(22)并排布置在星球巡视器(1)底部与着陆器(2)侧壁之间。13.根据权利要求1所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述滑杆(18)为c型截面，所述螺母(20)套接在滑杆(18)外侧，所述螺母(20)通过滑杆(18)c型截面开口处与丝杠(21)相连。14.根据权利要求1所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述丝杠(21)为梯形丝杠，直径10mm，导程12mm。15.根据权利要求1所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述水平摆转机构(3)还包括齿轮组(8)和支座(9)，所述支座(9)与着陆器(2)相连，所述齿轮组(8)上的第一转轴(11)与平摆电机(6)相连，所述齿轮组(8)上的第二转轴(12)与回转座(10)相连。16.根据权利要求1所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述第一棘轮(13)通过锥齿轮组(15)变换轴向后与单向转轴(17)相连。17.根据权利要求1所述的一种单滑杆万向摆角续送转移装置，其特征在于：所述单向转轴(17)内设置有棘齿，所述棘齿通过卡爪锁定。18.一种如权利要求1-17任意一项所述的单滑杆万向摆角续送转移装置的转移方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤1：所述星球巡视器锁定机构(22)和滑杆锁定机构(23)解锁，实现星球巡视器(1)和着陆器(2)之间的解锁；步骤2：侧摆电机(7)正转，通过第一棘轮(13)作用使滑杆(18)绕单向转轴(17)展开，同时平摆电机(6)旋转，带动滑杆(18)摆转，在一定的扇形区域内选择合适的着陆点；步骤3：当滑杆(18)展开至合适位置后侧摆电机(7)反向旋转，通过第二棘轮(14)作用带动缓释绳轮(16)转动，缓释绳轮(16)带动丝杠(21)旋转，同时释放缓释绳(19)，通过丝杠(21)与螺母(20)的作用将星球巡视器(1)推至滑杆(18)末端并直至脱离；步骤4：星球巡视器(1)脱离滑杆(18)后侧摆电机(7)继续反向旋转，释放缓释绳(19)，缓释绳(19)通过滑杆(18)内部以续送的方式将星球巡视器悬吊续送至星球表面；步骤5：星球巡视器(1)移动，在脱离机构的作用下与缓释绳(19)分离。

技术总结
本发明提出了一种单滑杆万向摆角续送转移装置及转移方法，属于星球巡视器转移技术领域。转移装置包括水平摆转机构、侧向展开机构和滑杆续送机构，水平摆转机构包括平摆电机和回转座，平摆电机与回转座相连，侧向展开机构包括侧摆电机、第一棘轮、第二棘轮和单向转轴，侧摆电机连接第一棘轮和第二棘轮，第一棘轮与单向转轴相连，单向转轴与回转座相连，滑杆续送机构包括滑杆、缓释绳轮、缓释绳和丝杠，滑杆与单向转轴相连，丝杠设置在滑杆内部，缓释绳轮一端与第二棘轮相连，另一端与丝杠相连，丝杠上螺接有螺母，螺母通过脱离机构与星球巡视器相连，缓释绳轮上缠绕缓释绳，缓释绳与螺母相连。它主要用于星球巡视器的转移。相连。它主要用于星球巡视器的转移。相连。它主要用于星球巡视器的转移。


技术研发人员：唐钧跃 罗春阳 李建永 陈百超 王文龙 李新立 杨飞 张伟伟 杨建中 姜生元 王振龙 邓宗全
受保护的技术使用者：北华大学 北京空间飞行器总体设计部
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/4/17