一种载荷可连续调节的星球车单轮台架装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于星球车单轮台架装置技术领域，具体涉及一种载荷可连续调节的星球车单轮台架装置。本发明专利技术具备有益效果：上位机通过控制加载机构电机的连续运动，从而实现测试车轮与土壤之间载荷的连续变化；通过将不同重量的配重块对称固定在滚珠丝杠的螺母上，从而能够改变单轮台架的连续加载的范围；加载机构电机的转轴的旋转运动通过行星齿轮减速箱和滚珠丝杠的传递后转化为螺母的直线运动，电机轴上安装有绝对位置编码器，因存在减速比和导程，螺母的微小直线位移对应到加载机构电机的角位移很大，因而绝对编码器上的数值变化范围很大，因驱动器能够控制加载机构电机位置的精确运动，所以螺母的位置控制精度很高，即单轮台架的载荷加载精度很高。

Single planet Luntai support device capable of continuously regulating load

The invention belongs to the technical field of a planetary vehicle single Luntai frame device, in particular to a single planet Luntai frame device with a continuously adjustable load of a planet vehicle. The invention has the beneficial effects of the host computer through the continuous motion control of loading mechanism of the motor, so as to realize the continuous change of load between the wheel and soil test; the counterweight symmetry of different weight fixed to the nut of the ball screw on the range so as to change the continuous loading of single frame Luntai; rotating shaft loading mechanism of motor the planetary gear reducer and ball screw transmission into linear motion of the nut, the motor shaft is installed on the absolute position of the encoder, due to the existence of reduction ratio and lead nut micro linear displacement corresponding to the angular displacement of the motor loading mechanism, and numerical range of the absolute encoder, because accurate motion of the driver can control the motor position of loading mechanism, so the nut of the position control precision is high, the single frame load in Luntai Load accuracy is high.

【技术实现步骤摘要】
一种载荷可连续调节的星球车单轮台架装置
本专利技术属于星球车单轮台架装置
，具体涉及一种载荷可连续调节的星球车单轮台架装置。
技术介绍
星球车能够携带人员和设备在星球表面行走，是人类进行星球探测的重要工具，其性能的好坏影响很大。因星球表面的物理特性不同于地球表面，所以需要根据该星球表面的特性来设计星球车，以保证设计出的星球车能够满足使用要求。所以需要在地球表面通过模拟的方法来对星球车进行试验和测试。在研究星球车在星球表面行走的沉陷问题上，现有途径是通过加载不同大小的离散载荷，通过大量实验测得沉陷量，然后通过曲线拟合来得到沉陷量与载荷大小之间的关系，其缺点是结果不够精确，且浪费大量的时间和精力。申请号为201310751504.2的专利技术专利公开了一种1/6g低重力平衡吊挂装置的控制系统，它对力传感器的测量值进行检测，通过PID控制电动缸的动作来提供固定的拉力。该系统结构复杂，耗能较多，且不能实现载荷的平稳连续变化。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是：为解决准确测量星球车车轮沉陷量与载荷大小之间的关系，如何提供一种载荷可连续调节的星球车单轮台架装置，能够通过少量的试验准确得到不同轮子的沉陷量与载荷大小之间的关系，为星球车的设计提供依据。(二)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供一种载荷可连续调节的星球车单轮台架装置，其包括：一对混凝土墙体1、一对台架导轨2、台架车体3、沉陷量测量机构4、单轮驱动电机5、减速器6、测试车轮7、盛放土壤的凹槽8、四连杆机构平台9、一对四连杆机构可动短杆10、一对四连杆机构横梁11、绝对编码器12、加载机构电机13、行星齿轮减速箱14、一对导向杆15、丝杠16、螺母17、一对四连杆机构可动长杆18、驱动器19、角度测量机构20、一对四连杆机构转轴21、第一安装基板22、第二安装基板23、第一轴承24、第二轴承25；平行正对且等高的一对混凝土墙体1上沿着一对混凝土墙体1延伸的方向平行正对且等高地安放一对台架导轨2；首先构建台架坐标系，以铅直方向为Z向，一对台架导轨2的延伸方向为Y向，与Y-Z平面垂直的方向为X向，由此构建台架坐标系X-Y-Z；台架车体3带有轮子，能够沿Y向移动，台架车体3在Y向的前后水平梁的中间位置分别固定有钢丝，能够在两个伺服电机的牵引下沿着Y向双向运动；沉陷量测量机构4是一个直线位移传感器，其固定端固定在台架车体3上，滑动端在重力的作用下自然垂落到四连杆机构平台9上，通过测量车轮加载前后四连杆机构平台在Z向的位移差来计算出沉陷量；单轮驱动电机5的定子部分固定连接在四连杆机构平台9上，单轮驱动电机5的转子部分与减速器6的输入轴相连，减速器6的外壳固定连接在单轮驱动电机5的定子部分上，测试车轮7固定连接到减速器6的输出轴上,测试车轮7的轴心和减速器6输出轴的轴心重合且沿X向。盛放土壤的凹槽8水平布置在一对混凝土墙体1之间的Y向上，且使得测试车轮7在最大沉陷时沉陷量测量机构4不超量程；四连杆机构平台9为一矩形平台机构，其沿Y向的两端部均设为相同的条状体，该条状体长度方向沿X向设置，两个所述条状体上各自设有一对连接机构，由此对于某一端部条状体处的一对连接机构而言，分为X向在前的设为第一连接机构及X向在后的第二连接机构，且所述第一连接机构处于所述条状体外侧，所述第二连接机构处于所述条状体内侧；所述第一连接机构用于将所述一对四连杆机构可动短杆10之一通过轴连接方式设置于四连杆机构平台9端部，即某一条状体外侧，所述第二连接机构用于将所述一对四连杆机构可动长杆18之一通过轴连接方式设置于四连杆机构平台9端部，即该条状体内侧；从而对于另一条状体而言，同样通过该条状体上的第一连接机构和第二连接机构，实现另一四连杆机构可动短杆10之一通过轴连接方式设置于四连杆机构平台9另一端部外侧，以及另一四连杆机构可动长杆18之一通过轴连接方式设置于四连杆机构平台9端部内侧；一对所述四连杆机构横梁11沿Y向的厚度与所述条状体沿Y向的厚度相同；所述一对四连杆机构横梁11上各自设有X向在前的第三连接机构及X向在后的第四连接机构；所述第三连接机构处于所述一对四连杆机构横梁11外侧，所述第四连接机构处于所述一对四连杆机构横梁11内侧；所述第三连接结构用于将一对四连杆机构可动短杆10之一通过轴连接方式设置于一对四连杆机构横梁11之一的外侧，所述第四连接机构用于将所述一对四连杆机构可动长杆18之一通过轴连接方式设置于该四连杆机构横梁11之一的内侧；从而对于另一四连杆机构横梁11之一而言，同样通过该一对四连杆机构横梁11之一上的第三连接机构和第四连接机构，实现另外一对四连杆机构可动短杆10之一通过轴连接方式设置于另外一对四连杆机构横梁11之一外侧，以及另外一对四连杆机构可动长杆18之一通过轴连接方式设置于另外一对四连杆机构横梁11之一内侧；第一连接机构和第二连接机构沿X向的距离与第三连接机构和第四连接机构沿X向的距离相等；第一连接机构和第三连接机构的距离与第二连接机构和第四连接机构的距离相等；由此，四连杆机构平台9、一对四连杆机构可动短杆10、一对四连杆机构横梁11、一对四连杆机构可动长杆18构成平行四边形结构，由一对四连杆机构可动短杆10构成的平面与由一对四连杆机构可动长杆18构成的平面相互平行，四连杆机构平台9所在的平面与由一对四连杆机构横梁11构成的平面相互平行；所述一对四连杆机构横梁11沿X向水平固定在台架车体3上，即与台架导轨2垂直，根据平行四边形结构，可保证四连杆机构平台9一直保持水平，从而实现加载方向为垂向；一对四连杆机构转轴21位于一对所述第四连接机构处；再次建立空间坐标系，以一对四连杆机构转轴21的连线中点为坐标原点，以一对四连杆机构可动长杆18的延伸方向为X0轴，以一对四连杆机构转轴21的连线方向为Y0轴，以与X0-Y0平面垂直的方向为Z0轴；第一安装基板22和第二安装基板23分别固定在一对四连杆机构可动长杆18上，且保证第一安装基板22的平面和第二安装基板23的平面分别垂直于X0轴；在第一安装基板22的平面和第二安装基板23上分别安装相同的第二轴承25和第一轴承24，且第二轴承25和第一轴承24的旋转轴心同时在X0轴上；在第二轴承25和第一轴承24之间安装有丝杠16，丝杠16只可绕X0轴转动，在丝杠16上安装有螺母17，螺母17上有两个同样尺寸的光滑的导向孔，所述两个导向孔中心线位于X0-Y0平面内，且与X0轴平行对称分布；穿过螺母17上的两个导向孔的为一对光滑的导向杆15，一对导向杆15的端点分别固定连接在安装基板22和安装基板23的相应位置处，从而可以实现在一对导向杆15的约束下，将丝杠16的旋转运动转化为螺母17的直线运动；在一对所述第四连接机构处，一对四连杆机构转轴21与一对四连杆机构可动长杆18之间是固定连接，一对四连杆机构转轴21与一对四连杆机构横梁11之间是轴连接；角度测量机构20的旋转轴固定连接在一对四连杆机构转轴21之一上且保证轴心在一条直线上，角度测量机构20的外壳固定在一对四连杆机构横梁11之一上，由此可以测量一对四连杆机构可动长杆18之一和一对四连杆机构横梁11之一之间的夹角；在第一安装基板22上固定连接行星齿轮减速箱14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载荷可连续调节的星球车单轮台架装置，其特征在于，其包括：一对混凝土墙体(1)、一对台架导轨(2)、台架车体(3)、沉陷量测量机构(4)、单轮驱动电机(5)、减速器(6)、测试车轮(7)、盛放土壤的凹槽(8)、四连杆机构平台(9)、一对四连杆机构可动短杆(10)、一对四连杆机构横梁(11)、绝对编码器(12)、加载机构电机(13)、行星齿轮减速箱(14)、一对导向杆(15)、丝杠(16)、螺母(17)、一对四连杆机构可动长杆(18)、驱动器(19)、角度测量机构(20)、一对四连杆机构转轴(21)、第一安装基板(22)、第二安装基板(23)、第一轴承(24)、第二轴承(25)；平行正对且等高的一对混凝土墙体(1)上沿着一对混凝土墙体(1)延伸的方向平行正对且等高地安放一对台架导轨(2)；首先构建台架坐标系，以铅直方向为Z向，一对台架导轨(2)的延伸方向为Y向，与Y‑Z平面垂直的方向为X向，由此构建台架坐标系X‑Y‑Z；台架车体(3)带有轮子，能够沿Y向移动，台架车体(3)在Y向的前后水平梁的中间位置分别固定有钢丝，能够在两个伺服电机的牵引下沿着Y向双向运动；沉陷量测量机构(4)是一个直线位移传感器，其固定端固定在台架车体(3)上，滑动端在重力的作用下自然垂落到四连杆机构平台(9)上，通过测量车轮加载前后四连杆机构平台在Z向的位移差来计算出沉陷量；单轮驱动电机(5)的定子部分固定连接在四连杆机构平台(9)上，单轮驱动电机(5)的转子部分与减速器(6)的输入轴相连，减速器(6)的外壳固定连接在单轮驱动电机(5)的定子部分上，测试车轮(7)固定连接到减速器(6)的输出轴上,测试车轮(7)的轴心和减速器(6)输出轴的轴心重合且沿X向。盛放土壤的凹槽(8)水平布置在一对混凝土墙体(1)之间的Y向上，且使得测试车轮(7)在最大沉陷时沉陷量测量机构(4)不超量程；四连杆机构平台(9)为一矩形平台机构，其沿Y向的两端部均设为相同的条状体，该条状体长度方向沿X向设置，两个所述条状体上各自设有一对连接机构，由此对于某一端部条状体处的一对连接机构而言，分为X向在前的设为第一连接机构及X向在后的第二连接机构，且所述第一连接机构处于所述条状体外侧，所述第二连接机构处于所述条状体内侧；所述第一连接机构用于将所述一对四连杆机构可动短杆(10)之一通过轴连接方式设置于四连杆机构平台(9)端部，即某一条状体外侧，所述第二连接机构用于将所述一对四连杆机构可动长杆(18)之一通过轴连接方式设置于四连杆机构平台(9)端部，即该条状体内侧；从而对于另一条状体而言，同样通过该条状体上的第一连接机构和第二连接机构，实现另一四连杆机构可动短杆(10)之一通过轴连接方式设置于四连杆机构平台(9)另一端部外侧，以及另一四连杆机构可动长杆(18)之一通过轴连接方式设置于四连杆机构平台(9)端部内侧；一对所述四连杆机构横梁(11)沿Y向的厚度与所述条状体沿Y向的厚度相同；所述一对四连杆机构横梁(11)上各自设有X向在前的第三连接机构及X向在后的第四连接机构；所述第三连接机构处于所述一对四连杆机构横梁(11)外侧，所述第四连接机构处于所述一对四连杆机构横梁(11)内侧；所述第三连接结构用于将一对四连杆机构可动短杆(10)之一通过轴连接方式设置于一对四连杆机构横梁(11)之一的外侧，所述第四连接机构用于将所述一对四连杆机构可动长杆(18)之一通过轴连接方式设置于该四连杆机构横梁(11)之一的内侧；从而对于另一四连杆机构横梁(11)之一而言，同样通过该一对四连杆机构横梁(11)之一上的第三连接机构和第四连接机构，实现另外一对四连杆机构可动短杆(10)之一通过轴连接方式设置于另外一对四连杆机构横梁(11)之一外侧，以及另外一对四连杆机构可动长杆(18)之一通过轴连接方式设置于另外一对四连杆机构横梁(11)之一内侧；第一连接机构和第二连接机构沿X向的距离与第三连接机构和第四连接机构沿X向的距离相等；第一连接机构和第三连接机构的距离与第二连接机构和第四连接机构的距离相等；由此，四连杆机构平台(9)、一对四连杆机构可动短杆(10)、一对四连杆机构横梁(11)、一对四连杆机构可动长杆(18)构成平行四边形结构，由一对四连杆机构可动短杆(10)构成的平面与由一对四连杆机构可动长杆(18)构成的平面相互平行，四连杆机构平台(9)所在的平面与由一对四连杆机构横梁(11)构成的平面相互平行；所述一对四连杆机构横梁(11)沿X向水平固定在台架车体(3)上，即与台架导轨(2)垂直，根据平行四边形结构，可保证四连杆机构平台(9)一直保持水平，从而实现加载方向为垂向；一对四连杆机构转轴(21)位于一对所述第四连接机构处；再次建立空间坐标系，以一对四连杆机构转轴(21)的连线中点为坐标原点，以一对四连杆机构可动长...

【技术特征摘要】
1.一种载荷可连续调节的星球车单轮台架装置，其特征在于，其包括：一对混凝土墙体(1)、一对台架导轨(2)、台架车体(3)、沉陷量测量机构(4)、单轮驱动电机(5)、减速器(6)、测试车轮(7)、盛放土壤的凹槽(8)、四连杆机构平台(9)、一对四连杆机构可动短杆(10)、一对四连杆机构横梁(11)、绝对编码器(12)、加载机构电机(13)、行星齿轮减速箱(14)、一对导向杆(15)、丝杠(16)、螺母(17)、一对四连杆机构可动长杆(18)、驱动器(19)、角度测量机构(20)、一对四连杆机构转轴(21)、第一安装基板(22)、第二安装基板(23)、第一轴承(24)、第二轴承(25)；平行正对且等高的一对混凝土墙体(1)上沿着一对混凝土墙体(1)延伸的方向平行正对且等高地安放一对台架导轨(2)；首先构建台架坐标系，以铅直方向为Z向，一对台架导轨(2)的延伸方向为Y向，与Y-Z平面垂直的方向为X向，由此构建台架坐标系X-Y-Z；台架车体(3)带有轮子，能够沿Y向移动，台架车体(3)在Y向的前后水平梁的中间位置分别固定有钢丝，能够在两个伺服电机的牵引下沿着Y向双向运动；沉陷量测量机构(4)是一个直线位移传感器，其固定端固定在台架车体(3)上，滑动端在重力的作用下自然垂落到四连杆机构平台(9)上，通过测量车轮加载前后四连杆机构平台在Z向的位移差来计算出沉陷量；单轮驱动电机(5)的定子部分固定连接在四连杆机构平台(9)上，单轮驱动电机(5)的转子部分与减速器(6)的输入轴相连，减速器(6)的外壳固定连接在单轮驱动电机(5)的定子部分上，测试车轮(7)固定连接到减速器(6)的输出轴上,测试车轮(7)的轴心和减速器(6)输出轴的轴心重合且沿X向。盛放土壤的凹槽(8)水平布置在一对混凝土墙体(1)之间的Y向上，且使得测试车轮(7)在最大沉陷时沉陷量测量机构(4)不超量程；四连杆机构平台(9)为一矩形平台机构，其沿Y向的两端部均设为相同的条状体，该条状体长度方向沿X向设置，两个所述条状体上各自设有一对连接机构，由此对于某一端部条状体处的一对连接机构而言，分为X向在前的设为第一连接机构及X向在后的第二连接机构，且所述第一连接机构处于所述条状体外侧，所述第二连接机构处于所述条状体内侧；所述第一连接机构用于将所述一对四连杆机构可动短杆(10)之一通过轴连接方式设置于四连杆机构平台(9)端部，即某一条状体外侧，所述第二连接机构用于将所述一对四连杆机构可动长杆(18)之一通过轴连接方式设置于四连杆机构平台(9)端部，即该条状体内侧；从而对于另一条状体而言，同样通过该条状体上的第一连接机构和第二连接机构，实现另一四连杆机构可动短杆(10)之一通过轴连接方式设置于四连杆机构平台(9)另一端部外侧，以及另一四连杆机构可动长杆(18)之一通过轴连接方式设置于四连杆机构平台(9)端部内侧；一对所述四连杆机构横梁(11)沿Y向的厚度与所述条状体沿Y向的厚度相同；所述一对四连杆机构横梁(11)上各自设有X向在前的第三连接机构及X向在后的第四连接机构；所述第三连接机构处于所述一对四连杆机构横梁(11)外侧，所述第四连接机构处于所述一对四连杆机构横梁(11)内侧；所述第三连接结构用于将一对四连杆机构可动短杆(10)之一通过轴连接方式设置于一对四连杆机构横梁(11)之一的外侧，所述第四连接机构用于将所述一对四连杆机构可动长杆(18)之一通过轴连接方式设置于该四连杆机构横梁(11)之一的内侧；从而对于另一四连杆机构横梁(11)之一而言，同样通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪雷，苏波，卢国轩，冯石柱，杨天夫，江磊，蓝伟，刘兴杰，韩相博，党睿娜，何亚丽，高建锋，许威，熊巍，谢强，姚其昌，靳璐，蒋云峰，张浩杰，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11