[发明专利]一种仿生爪刺片平面力的测量装置

说明书

本发明涉及空间探测技术领域，特别涉及一种仿生爪刺片平面力的测量装置。该装置包括型材主架、二维移动平台、待测仿生爪刺片、横向拉力传感器及纵向拉力传感器，其中二维移动平台设置于型材主架上，二维移动平台具有沿横向和竖直方向移动的自由度；纵向拉力传感器设置于二维移动平台上，横向拉力传感器与纵向拉力传感器垂直连接，待测仿生爪刺片与横向拉力传感器连接；当待测仿生爪刺片抓附待测表面时，横向拉力传感器测量横向拉力，纵向拉力传感器测量竖直法向拉力。本发明能准确测量仿生爪刺片竖直平面力的大小，测试精度高，操作简便，采集数据准确有效。

技术领域

本发明涉及空间探测技术领域，特别涉及一种仿生爪刺片平面力的测量装置。

背景技术

嫦娥五号成功从月球带回近1800克月壤回国，这对于我国科学家研究月球提供了材料，而未分化月岩岩心对于月球起源探究起关键性作用，近些年来，深空采样技术层出不穷，但都以破坏样本为代价，只能带回相关碎片与碎石，所采样品均为部分或全部分化的表面物质，钻取可以最大限度的保留样本的原态并且可以实现月表下1米甚至更深层的物质采样，而不仅仅是表面物质。仿生爪刺片为实现钻取这项任务提供了用于抵抗后坐力及扭转的抓附力。为实现这一钻取方式成功实施，需要进行大量的地面试验和仿真工作，为保证仿真结果真实可靠，仿生爪刺片的仿真和试验需要进行对标工作，这就要求在试验过程中记录下相关力的数据，为后续通过仿真来优化和调整仿生爪刺片提供支持。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种仿生爪刺片平面力的测量装置，该装置能准确测量仿生爪刺片竖直平面力的大小，本装置测试精度高、操作简便、采集数据准确有效。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种仿生爪刺片平面力的测量装置，包括型材主架、二维移动平台、待测仿生爪刺片、横向拉力传感器及纵向拉力传感器，其中二维移动平台设置于型材主架上，二维移动平台具有沿横向和竖直方向移动的自由度；纵向拉力传感器设置于二维移动平台上，横向拉力传感器与纵向拉力传感器垂直连接，待测仿生爪刺片与横向拉力传感器连接；当待测仿生爪刺片抓附待测表面时，横向拉力传感器测量横向拉力，纵向拉力传感器测量竖直法向拉力。

所述待测仿生爪刺片设置于转接件Ⅰ上，转接件Ⅰ与所述横向拉力传感器的一端连接，所述横向拉力传感器的另一端通过转接件Ⅱ与所述纵向拉力传感器的下端连接，所述纵向拉力传感器的上端通过转接件Ⅲ与所述二维移动平台连接。

所述二维移动平台包括一号连接板、二号连接板、三号连接板、横向直线驱动机构及纵向直线驱动机构，其中一号连接板竖直设置，且左右两端与所述型材主架连接；横向直线驱动机构设置于一号连接板上，且输出端与二号连接板连接；纵向直线驱动机构设置于二号连接板上，且输出端与三号连接板连接，三号连接板与所述转接件Ⅲ连接。

所述横向直线驱动机构包括依次连接的一号电机、一号联轴器及一号滚珠丝杠滑轨组，其中一号滚珠丝杠滑轨组沿横向设置于所述一号连接板上，一号滚珠丝杠滑轨组与所述二号连接板连接。

所述一号滚珠丝杠滑轨组包括一号滚珠丝杠及平行设置于一号滚珠丝杠两侧的两个一号滑轨，一号滚珠丝杠的左右两端分别通过两个一号轴承座支撑，两个一号轴承座通过螺栓与所述一号连接板上设有的横向调整腰型孔连接；

所述二号连接板通过一号丝母与一号滚珠丝杠螺纹连接，且所述二号连接板与两个一号滑轨滑动连接。

所述纵向直线驱动机构包括依次连接的二号电机、二号联轴器及二号滚珠丝杠滑轨组，其中二号滚珠丝杠滑轨组沿竖直方向设置于所述二号连接板，二号滚珠丝杠滑轨组与所述三号连接板连接。

所述二号滚珠丝杠滑轨组包括二号滚珠丝杠及平行设置于二号滚珠丝杠一侧的二号滑轨，其中二号滚珠丝杠的上下端分别通过两个二号轴承座支撑，两个二号轴承座通过螺栓与所述二号连接板上设有的纵向调整腰型孔连接；