一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置的制作方法

1.本实用新型涉及运载火箭技术领域，尤其涉及一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置。

背景技术：

2.为了降低进入太空的成本，各国都争相研究运载火箭的可重复使用。作为首家实现轨道级运载火箭垂直回收常态化的企业，美国太空探索技术公司(spacex)的猎鹰9号系列运载火箭的单次复用发射价格已经降低约20％。垂直回收已经成为运载火箭可重复使用的重要途径。
3.运载火箭着陆腿是火箭垂直回收的关键使能技术，着陆缓冲器的吸能形式和缓冲性能直接关系火箭着陆冲击对箭体的影响。目前，关于垂直回收运载火箭着陆腿缓冲器的研究较少，参考国内外的运载器缓冲器、飞机起落架缓冲器、列车缓冲器、汽车悬架缓冲器等，主要包括“铝蜂窝”、液压和液气等缓冲形式。spacex公司的猎鹰9号运载火箭和蓝源公司的“新谢泼德”号运载火箭都采用的“铝蜂窝”压溃吸能的缓冲方式，虽然比较可靠，但是其主要结构在多次使用后零件容易损坏且结构相对复杂，因此回收后的维护成本大大增加，为此提出结构简单且容易更换零部件的一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在运载火箭及航天器着陆结构在主要结构在多次使用后零件容易损坏且结构相对复杂，回收后的维护成本大的问题，而提出的一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置，包括火箭主体，所述火箭主体的圆周表面固定连接有三个第一缓冲机构，三个所述第一缓冲机构的相远离端均转动连接有第二支腿，三个所述第二支腿的下端均转动连接有第二缓冲机构，每个所述第一缓冲机构与第二支腿的相靠近端均设置有弹性机构。
7.作为本实用新型再进一步的方案，每个所述第一缓冲机构均包括第一支腿、第一空槽、支撑架和第三空槽，所述第一支腿固定连接于火箭主体的圆周表面，所述第一空槽开凿于第一支腿的下端，所述支撑架转动连接于第一空槽的内壁，所述第三空槽开凿于第二支腿的侧端。
8.作为本实用新型再进一步的方案，每个所述第二缓冲机构均包括底板、第二空槽、滑块、第三弹簧、固定杆和固定块，所述底板转动连接于第二支腿的下端，所述第二空槽开凿于底板的上端，所述滑块滑动连接于第二空槽的内壁，所述第三弹簧的一端固定连接于滑块的侧端且另一端固定连接于第二空槽的内壁，所述固定块固定连接于第二支腿的侧端，所述固定杆转动连接于滑块的上端且转动连接于固定块的侧端。
9.作为本实用新型再进一步的方案，每个所述弹性机构均包括缓冲液压杆、第一弹
簧，第二弹簧、固定板和顶板，所述缓冲液压杆转动连接于的内壁，所述顶板固定连接于缓冲液压杆输出轴的上端且转动连接于支撑架的下端，所述固定板固定连接于缓冲液压杆的圆周表面下部，所述第一弹簧固定连接于顶板的下端且与缓冲液压杆上端固定连接，所述第二弹簧固定连接于顶板的下端且与固定板固定连接。
10.作为本实用新型再进一步的方案，三个所述底板的下端均设置有防滑橡胶垫。
11.作为本实用新型再进一步的方案，所述支撑架的下部宽度均大于第一空槽的宽度。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.1.通过第二缓冲机构中设置的第三弹簧，第三弹簧受到滑块的挤压后收缩，根据自身的弹性伸张作用力来将火箭主体的压力进行缓冲，不影响火箭主体的整体布局，缓冲过程平稳，能最大限度的保证无损着陆。
14.2.通过弹性机构中设置的第一弹簧和第二弹簧，将缓冲液压杆的输出轴太接受下压力时尽量减少下落行程，防止缓冲液压杆输出轴短时间下落过多距离导致缓冲液压杆的损坏。
15.3.通过设置的支撑架，可防止第二支腿与第一支腿的角度不会发生过渡偏差，从而导致火箭的起降角度发生偏差。
16.本实用新型中，通过三个弹性机构和三个第二缓冲机构的简单缓冲效果可实现多次重复使用，各零件结构简单且容易更换，有效降低火箭发射成本。
附图说明
17.图1为本实用新型提出的一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置的主视图；
18.图2为本实用新型提出的一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置的第二缓冲机构主视图；
19.图3为本实用新型提出的一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置的第一缓冲机构侧视图；
20.图4为本实用新型提出的一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置的弹性机构爆炸图。
21.图中：1、火箭主体；2、第一缓冲机构；201、第一支腿；202、第一空槽；203、支撑架；204、第二支腿；205、第三空槽；3、弹性机构；301、缓冲液压杆；302、第一弹簧；303、第二弹簧；304、固定板；305、顶板；4、第二缓冲机构；401、底板；402、第二空槽；403、滑块；404、第三弹簧；405、固定杆；406、固定块。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
23.实施例一
24.参照图1-图4，一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置，包括火箭主体1，火箭主体1的圆周表面固定连接有三个第一缓冲机构2，三个第一缓冲机构2的相远离端均转动
连接有第二支腿204，三个第二支腿204的下端均转动连接有第二缓冲机构4，每个第一缓冲机构2与第二支腿204的相靠近端均设置有弹性机构3，火箭主体1的表面设置的三个第一缓冲机构2可保障火箭主体1在起降的过程中受力均匀，防止火箭主体1角度的倾斜，火箭主体1的震动和下压力通过三个第一缓冲机构2传递到三个弹性机构3，三个弹性机构3将压力继续向下传递到三个第二缓冲机构4中，从而将震动进行多次削弱将震动的影响削弱到最低，进而保障了火箭主体1的稳定性。
25.实施例二
26.参照图1-图4，本实用新型提供一种新的技术方案：一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置，包括火箭主体1，火箭主体1的圆周表面固定连接有三个第一缓冲机构2，三个第一缓冲机构2的相远离端均转动连接有第二支腿204，三个第二支腿204的下端均转动连接有第二缓冲机构4，每个第一缓冲机构2与第二支腿204的相靠近端均设置有弹性机构3，火箭主体1的表面设置的三个第一缓冲机构2可保障火箭主体1在起降的过程中受力均匀，防止火箭主体1角度的倾斜，火箭主体1的震动和下压力通过三个第一缓冲机构2传递到三个弹性机构3，三个弹性机构3将压力继续向下传递到三个第二缓冲机构4中，从而将震动进行多次削弱将震动的影响削弱，进而保障了火箭主体1的稳定性，每个第一缓冲机构2均包括第一支腿201、第一空槽202、支撑架203和第三空槽205，第一支腿201固定连接于火箭主体1的圆周表面，第一空槽202开凿于第一支腿201的下端，支撑架203转动连接于第一空槽202的内壁，第三空槽205开凿于第二支腿204的侧端，火箭主体1的震动首先传递到三个第一支腿201处，经过支撑架203在第一空槽202的内壁中转动可传递到弹性机构3处，弹性机构3经过与第二支腿204的转动连接关系传递到第二支腿204，第二支腿204与第一支腿201角度发生变化，从而影响第二缓冲机构4的运行，每个第二缓冲机构4均包括底板401、第二空槽402、滑块403、第三弹簧404、固定杆405和固定块406，底板401转动连接于第二支腿204的下端，第二空槽402开凿于底板401的上端，滑块403滑动连接于第二空槽402的内壁，第三弹簧404的一端固定连接于滑块403的侧端且另一端固定连接于第二空槽402的内壁，固定块406固定连接于第二支腿204的侧端，固定杆405转动连接于滑块403的上端且转动连接于固定块406的侧端，通过第二支腿204的角度变化影响固定块406的位置发生变化，因此将固定杆405向着第三弹簧404的方向发生位移，将滑块403沿着第二空槽402的内壁向第三弹簧404处推动，受到第三弹簧404的弹性张力影响下，使得滑块403的位移距离大幅度缩短，从而使得第二缓冲机构4具有缓冲效果，每个弹性机构3均包括缓冲液压杆301、第一弹簧302，第二弹簧303、固定板304和顶板305，缓冲液压杆301转动连接于第三空槽205的内壁，顶板305固定连接于缓冲液压杆301输出轴的上端且转动连接于支撑架203的下端，固定板304固定连接于缓冲液压杆301的圆周表面下部，第一弹簧302固定连接于顶板305的下端且与缓冲液压杆301上端固定连接，第二弹簧303固定连接于顶板305的下端且与固定板304固定连接，缓冲液压杆301的输出轴受到顶板305跟随支撑架203位移带来的位置变化，将缓冲液压杆301的输出轴向缓冲液压杆301内部进行挤压，且通过第一弹簧302和第二弹簧303的弹性作用力下，使得支撑架203的位移变化缩小，从而达到缓冲减震的目的，三个底板401的下端均设置有防滑橡胶垫，使得火箭主体1在地面时有更好的抓地力和稳定性，支撑架203的下部宽度均大于第一空槽202的宽度，避免支撑架203在发生角度变化时折叠入第一空槽202的内壁。
27.工作原理：火箭主体1在起降时发生上下位移和震动，震动通过三个第一缓冲机构2进行传递，三个第一缓冲机构2可保障火箭主体1在起降的过程中受力均匀，火箭主体1的震动和下压力通过三个第一缓冲机构2传递到三个弹性机构3，火箭主体1的震动首先传递到三个第一支腿201处，经过支撑架203在第一空槽202的内壁中转动可传递到弹性机构3处，弹性机构3经过与第二支腿204的转动连接关系传递到第二支腿204，第二支腿204与第一支腿201角度发生变化，从而影响第二缓冲机构4的运行，三个弹性机构3将压力继续向下传递到三个第二缓冲机构4中，通过第二支腿204的角度变化影响固定块406的位置发生变化，因此将固定杆405向着第三弹簧404的方向发生位移，将滑块403沿着第二空槽402的内壁向第三弹簧404处推动，受到第三弹簧404的弹性张力影响下，使得滑块403的位移距离大幅度缩短，从而将震动进行多次削弱将震动的影响削弱到最低，缓冲液压杆301的输出轴受到顶板305跟随支撑架203位移带来的位置变化，将缓冲液压杆301的输出轴向缓冲液压杆301内部进行挤压，且通过第一弹簧302和第二弹簧303的弹性作用力下，使得支撑架203的位移变化缩小，从而达到缓冲减震的目的。
28.以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置，包括火箭主体(1)，其特征在于，所述火箭主体(1)的圆周表面固定连接有三个第一缓冲机构(2)，三个所述第一缓冲机构(2)的相远离端均转动连接有第二支腿(204)，三个所述第二支腿(204)的下端均转动连接有第二缓冲机构(4)，每个所述第一缓冲机构(2)与第二支腿(204)的相靠近端均设置有弹性机构(3)。2.根据权利要求1所述的一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置，其特征在于，每个所述第一缓冲机构(2)均包括第一支腿(201)、第一空槽(202)、支撑架(203)和第三空槽(205)，所述第一支腿(201)固定连接于火箭主体(1)的圆周表面，所述第一空槽(202)开凿于第一支腿(201)的下端，所述支撑架(203)转动连接于第一空槽(202)的内壁，所述第三空槽(205)开凿于第二支腿(204)的侧端。3.根据权利要求1所述的一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置，其特征在于，每个所述第二缓冲机构(4)均包括底板(401)、第二空槽(402)、滑块(403)、第三弹簧(404)、固定杆(405)和固定块(406)，所述底板(401)转动连接于第二支腿(204)的下端，所述第二空槽(402)开凿于底板(401)的上端，所述滑块(403)滑动连接于第二空槽(402)的内壁，所述第三弹簧(404)的一端固定连接于滑块(403)的侧端且另一端固定连接于第二空槽(402)的内壁，所述固定块(406)固定连接于第二支腿(204)的侧端，所述固定杆(405)转动连接于滑块(403)的上端且转动连接于固定块(406)的侧端。4.根据权利要求3所述的一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置，其特征在于，每个所述弹性机构(3)均包括缓冲液压杆(301)、第一弹簧(302)，第二弹簧(303)、固定板(304)和顶板(305)，所述缓冲液压杆(301)转动连接于第三空槽(205)的内壁，所述顶板(305)固定连接于缓冲液压杆(301)输出轴的上端且转动连接于支撑架(203)的下端，所述固定板(304)固定连接于缓冲液压杆(301)的圆周表面下部，所述第一弹簧(302)固定连接于顶板(305)的下端且与缓冲液压杆(301)上端固定连接，所述第二弹簧(303)固定连接于顶板(305)的下端且与固定板(304)固定连接。5.根据权利要求3所述的一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置，其特征在于，三个所述底板(401)的下端均设置有防滑橡胶垫。6.根据权利要求2所述的一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置，其特征在于，所述支撑架(203)的下部宽度均大于第一空槽(202)的宽度。

技术总结

本实用新型属于运载火箭领域，尤其是一种运载火箭垂直起降着陆腿液气缓冲装置，针对现有的运载火箭及航天器着陆结构在多次使用后零件容易损坏且结构相对复杂，回收后的维护成本大的问题，现提出如下方案，其包括火箭主体，火箭主体的圆周表面固定连接有三个第一缓冲机构，三个第一缓冲机构的相远离端均转动连接有第二支腿，三个第二支腿的下端均转动连接有第二缓冲机构，每个第一缓冲机构与第二支腿的相靠近端均设置有弹性机构，本实用新型通过三个弹性机构和三个第二缓冲机构的简单缓冲效果可实现多次重复使用，各零件结构简单且容易更换，有效降低火箭发射成本。有效降低火箭发射成本。有效降低火箭发射成本。