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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：本发明公开了地外天体探测与软着陆GNC分布式地面模拟装置及方法，属于飞航天器天体捕捉与软着陆地面物理模拟技术领域。解决了现有技术难以实现地外探测器天体捕获和软着陆全过程物理模拟的问题；本发明包括轨道模拟装置、导航定位系统和综合控制管理计算机，轨道模拟装置上设置有引力模拟装置、地形环境模拟装置和模拟器，导航定位系统包括视觉定位装置和视觉导航装置，视觉定位装置设置于轨道模拟装置上方，引力模拟装置与模拟器连接，综合控制管理计算机与导航定位系统、引力模拟装置、地形环境模拟装置和减速阻力模拟装置连接。本发明实现了从地外天体探测捕获到软着陆的整个过程的地面全物理模拟，可以应用于航天器深空探测与软着陆模拟。

主权项：1.地外天体探测与软着陆GNC分布式地面模拟装置，其特征在于，包括轨道模拟装置1、导航定位系统2、引力模拟装置3、地形环境模拟装置4、环绕模拟器5、着陆模拟器6、减速阻力模拟装置7、着陆腿减速装置8和综合控制管理计算机9，轨道模拟装置1、导航定位系统2、引力模拟装置3、地形环境模拟装置4、环绕模拟器5、着陆模拟器6、减速阻力模拟装置7和着陆腿减速装置8均由综合控制管理计算机9进行控制，并通过有线线缆进行连接传输数据；所述轨道模拟装置1的主体为表面光滑的平台，轨道模拟装置1用于模拟天体轨道的二维平面以及提供气浮所需条件，引力模拟装置3、地形环境模拟装置4、环绕模拟器5和着陆模拟器6均设置于轨道模拟装置1上；所述导航定位系统2包括视觉定位装置10和视觉导航装置11，视觉定位装置10设置于轨道模拟装置1上方，导航定位系统2用于监测轨道模拟装置1上各装置的实时位置以及检测识别着陆地形；所述引力模拟装置3与环绕模拟器5和着陆模拟器6连接，环绕模拟器5与着陆模拟器6通过电磁铁15连接，着陆模拟器6上设置有减速阻力模拟装置7、着陆腿减速装置8和视觉导航装置11，且视觉导航装置11设置于减速阻力模拟装置7上方；所述地形环境模拟装置4用于模拟天体表面地形，地形环境模拟装置4为在实验场地建立的实际地形环境模拟装置或通过远程图像传输搭建的光学地形环境模拟装置；所述引力模拟装置3包括多自由度机械臂12、电磁装置13、第一高精度伺服电机16和高精度编码器14，多自由度机械臂12抓手前端与电磁装置13连接，第一高精度伺服电机16与高精度编码器14连接，第一高精度伺服电机16与高精度编码器14均与多自由度机械臂12各关节连接，第一高精度伺服电机16用于控制多自由度机械臂各关节角度，高精度编码器14用于测量多自由度机械臂各关节角度；所述减速阻力模拟装置7包括第二高精度伺服电机17、伺服阀18和喷嘴19，喷嘴19安装于伺服阀18上，伺服阀18安装于第二高精度伺服电机17轴承上，喷嘴19可随第二高精度伺服电机17轴承旋转而改变朝向跟踪视觉导航装置11测量的着陆方向控制阻力方向，伺服阀18通过接收综合控制管理计算机9的信号调节开度以在减速着陆模拟的不同阶段通过喷气模拟天体大气阻力和减速降落伞阻力之和。

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