CN110216716A - 一种捕获锁紧机构用对接试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种捕获锁紧机构用对接试验装置，属于试验设备技术领域，具有对捕获锁紧机构的功能与性能进行验证和考核的功能，在主动端(1)和被动端(2)对接试验时，可定量设定对接初始条件，包括径向偏移加载，轴向偏移加载，初始对接角度和转动阻尼。其特点在于：包括框架(3)，水平砝码(4)，竖直砝码(9)，二维移动组件(500)，定滑轮(7)，竖直加载机构(800)和转动机构(10)组成。本发明可对捕获锁紧机构同时完成3个自由度偏离考核，试验效率提高。在完成一种工况的试验后，试验装置可自动复位或调整为另一种试验位姿工况，调整试验参数方便。

Description

一种捕获锁紧机构用对接试验装置
技术领域
本发明涉及一种捕获锁紧机构用对接试验装置，属于试验设备技术领域。
背景技术
捕获锁紧机构是机械臂系统的一个重要组成，包括两部分组成：主动端和被动端。被动端为纯机械结构，不含动力装置；主动端含有动力装置，可与被动端捕获锁紧，主动端通常安装在机械臂末端，作为机械臂系统的执行组件，其作用是对被动端进行低冲击、高刚度捕获、锁紧，并可按指令对被动端进行释放。为全面验证和考核捕获锁紧机构的功能与性能，模拟捕获锁紧机构工作时的边界条件，需设计一套捕获锁紧机构试验装置。
现有试验装置通常仅能在单一自由度上对试验对象进行定量考核，无法同时进行3个自由度考核；每一种工况试验完成后，需手动复位试验装置或调整至下一试验工况，操作繁琐。基于以上弊端，本发明提出一种捕获锁紧机构用对接试验装置。
发明内容
本发明解决的技术问题是：为了对捕获锁紧机构的功能与性能进行验证和考核，发明一种试验装置，在主被动端对接试验时，可定量设定对接初始条件，包括径向偏移加载，轴向偏移加载，初始对接角度和转动阻尼。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种捕获锁紧机构用对接试验装置整体为框架式结构，包括：框架，水平砝码，竖直砝码，二维移动组件，定滑轮，竖直加载机构和转动机构。框架是整个试验装置的外壳，由铝型材搭接构成，作用是为内部部组件提供安装和支撑；水平砝码和竖直砝码分别悬吊在水平和竖直加载机构钢丝绳末端，作用是分别控制水平和竖直加载机构加载力的大小；二维移动组件固定在框架内部上端；定滑轮固定在框架顶端；竖直加载机构固定在框架侧部顶端；转动机构固定在框架底部。
所述二维移动组件可为试验对象提供水平和竖直移动，包括：移动主体，竖直移动板，水平加载机构，4组竖直导轨，2组水平导轨，水平加载架，竖直加载架，阻尼板，阻尼柱和轴承座。移动主体是整个二维移动组件的外壳，作用是为内部部组件提供安装和支撑；4组竖直导轨固定在移动主体内壁4个角上；竖直移动板水平固定在4组竖直导轨的滑块上；水平加载机构固定在竖直移动板端部；2组水平导轨固定在竖直移动板上面；水平加载架固定在2组水平导轨的滑块上，其中心引出钢丝绳与水平加载机构连接；竖直加载架与竖直移动板固定连接，其中心引出钢丝绳与竖直加载机构连接；阻尼柱和轴承座为水平加载架的一部分，设置在水平加载架下面，阻尼板与水平加载架通过轴承座构成转动副，同时，阻尼柱与阻尼板接触，增加转动阻尼。
所述水平加载机构和竖直加载机构的组成和构造一致，只是使用位置不同，作为是分别为水平和竖直方向提供加载，并具有自动复位的功能，包括：砝码加载轮，直齿增速器，对外加载轮，步进电机，减速器和离合器。砝码加载轮与直齿增速器小齿轮固定连接，其轮上绕钢丝绳与砝码连接；步进电机输出轴与减速器输入轴固定连接；减速器输出轴与离合器一端固定连接；离合器另一端与直齿增速器小齿轮固定连接；对外加载轮与直齿增速器大齿轮固定连接，其轮上绕钢丝绳与被加载对象连接。加载时，离合器处于分离状态，对外加载轮逆时针转动(附图视图方向)，通过直齿增速器带动砝码加载轮顺时针转动，砝码下移；复位时，离合器处于联接状态，步进电机带动离合器逆时针转动，砝码上移，对外加载轮顺时针转动。
作为试验对象，主动端固定在转动机构上，由转动机构设定初始对接角度，由阻尼柱对转动阻尼进行设定；被动端安装在阻尼板上；由水平加载机构和竖直加载机构驱动二维移动组件对被动端的初始偏移进行设定，由水平砝码和竖直砝码分别对水平和竖直方向加载力进行设定。
有益效果：
本发明可对捕获锁紧机构同时完成3个自由度偏离考核，试验效率提高，具体为：对主被动端初始位姿进行定量设定，包括水平和竖直偏移，相对初始对接角度；在主被动端捕获锁紧过程中，可定量设定水平、竖直加载力和转动阻尼；从而对捕获锁紧机构的功能性能全面考核。在完成一种工况的试验后，试验装置可自动复位或调整为另一种试验位姿工况，调整试验参数方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明外观立体图；
图2为本发明二维移动组件外观立体图；
图3为本发明被动端安装示意图；
图4为本发明加载机构外观立体图。
附图标记：1－主动端、2－被动端、3－框架、4－水平砝码、500－二维移动组件、600－水平加载机构、7－定滑轮、800－竖直加载机构、9－竖直砝码、10－转动机构、501－竖直导轨、503－水平导轨、504－阻尼板、505－水平加载架、506－竖直加载架、508－移动主体、509－竖直移动板、510－轴承座、511－阻尼柱、601－砝码加载轮、602－直齿增速器、603－对外加载轮、604－步进电机、605－减速器、606－离合器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1-3，本发明一种捕获锁紧机构用对接试验装置，主要组成之间的连接方式为：二维移动组件500、竖直加载机构800、定滑轮7和转动机构10均固定在框架3上；水平加载机构600固定在二维移动组件500的竖直移动板509上，可随竖直移动板509上下移动；竖直加载机构800上的钢丝绳通过定滑轮7连接至二维移动组件500的竖直加载架506上，带动二维移动组件500的竖直导轨501上下移动；水平加载机构600上的钢丝绳连接至二维移动组件500的水平加载架505上，带动二维移动组件500的水平导轨503水平移动；被动端2与阻尼板504固定连接；综上可实现对被动端2水平和竖直方向偏移、加载和复位。转动机构10固定在框架3底端，主动端1固定在转动机构10上，转动机构10可驱动主动端1转动，实现对主动端1初始对接角度设置和复位。
结合图1-4，实施例实施步骤如下：
(1)将主动端1固定在转动机构10上，将被动端2固定在阻尼板504上；
(2)调整初始试验参数：驱动转动机构10，使主动端1转动至试验参数角度；调整阻尼柱511与阻尼板504之间阻尼值，设定被动端2转动阻尼；将离合器606处于联接状态，驱动水平加载机构600(步进电机604带动对外加载轮603顺时针转动)，使被动端2水平偏移至试验参数位置(相对于主动端1水平偏移)；更换水平砝码4，设定水平加载力大小至试验参数；同理完成竖直偏移参数和竖直加载力设定；
(3)将主动端1上电，当主被动端开始对接时，将水平加载机构600和竖直加载机构800的离合器606均处于分离状态；此时，对接试验正式开始，主动端1捕获被动端2向着锁紧状态移动，被动端2带动二维移动组件500的水平加载架505向左和向下移动(附图视图方向)，水平砝码4和竖直砝码9受重力作用向下移动；同时，被动端2带动水平加载架505和阻尼板504之间相对转动；
(4)直至捕获锁紧结束(即锁紧机构通过考核)，将水平加载机构600和竖直加载机构800的离合器606均处于联接状态，然后控制主动端1释放被动端2，此时，完成一次对接试验；
(5)按步骤(2)重新设定初始试验参数，进行新工况下的对接试验；反复以上步骤可对不同试验参数进行多次试验。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种捕获锁紧机构用对接试验装置，其特征在于，它由框架(3)，水平砝码(4)，竖直砝码(9)，二维移动组件(500)，定滑轮(7)，竖直加载机构(800)和转动机构(10)组成。框架(3)是整个试验装置的外壳，由铝型材搭接构成；二维移动组件(500)固定在框架(3)内部上端；定滑轮(7)固定在框架(3)顶端；竖直加载机构(800)固定在框架(3)侧部顶端；转动机构(10)固定在框架(3)底部。
2.根据权利要求1所述的一种捕获锁紧机构用对接试验装置，其特征在于，所述二维移动组件(500)包括：移动主体(508)，竖直移动板(509)，水平加载机构(600)，4组竖直导轨(501)，2组水平导轨(503)，水平加载架(505)，竖直加载架(506)，阻尼板(504)，阻尼柱(511)和轴承座(510)。
3.根据权利要求2所述的一种捕获锁紧机构用对接试验装置，其特征在于，所述二维移动组件(500)各组成之间的连接方式为：4组竖直导轨(501)固定在移动主体(508)内壁4个角上；竖直移动板(509)水平固定在4组竖直导轨(501)的滑块上；水平加载机构(600)固定在竖直移动板(509)端部；2组水平导轨(503)固定在竖直移动板(509)上面；水平加载架(505)固定在2组水平导轨(503)的滑块上，其中心引出钢丝绳与水平加载机构(600)连接；竖直加载架(506)与竖直移动板(509)固定连接，其中心引出钢丝绳与竖直加载机构(800)连接；阻尼柱(511)和轴承座(510)为水平加载架(505)的一部分，设置在水平加载架(505)下面，阻尼板(504)与水平加载架(505)通过轴承座(510)构成转动副，阻尼柱(511)与阻尼板(504)接触；水平砝码(4)和竖直砝码(9)分别悬吊在水平加载机构(600)和竖直加载机构(800)钢丝绳末端。
4.根据权利要求1所述的一种捕获锁紧机构用对接试验装置，其特征在于，所述水平加载机构(600)和竖直加载机构(800)的组成和构造一致，只是使用位置不同，包括：砝码加载轮(601)，直齿增速器(602)，对外加载轮(603)，步进电机(604)，减速器(605)和离合器(606)。
5.根据权利要求4所述的一种捕获锁紧机构用对接试验装置，其特征在于，所述水平加载机构(600)或竖直加载机构(800)各组成之间的连接方式为：砝码加载轮(601)与直齿增速器(602)小齿轮固定连接，其轮上绕钢丝绳与砝码连接；步进电机(604)输出轴与减速器(605)输入轴固定连接；减速器(605)输出轴与离合器(606)一端固定连接；离合器(606)另一端与直齿增速器(602)小齿轮固定连接；对外加载轮(603)与直齿增速器(602)大齿轮固定连接，其轮上绕钢丝绳与被加载对象连接。
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