[发明专利]一种载荷可连续调节的星球车单轮台架装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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的发明专利公开了一种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。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明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，本发明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；