CN112763115B - 一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测试装置技术领域，公开了一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，包括测量工作台和配合测量工作台将待测服装调整至合适高度位置和/或角度位置的翻转小车，所述测量工作台上设有与服装的关节测试不动端固定连接的第一固定件，所述测量工作台上放置有滚动组件，所述滚动组件上设有用于与服装的关节活动端固定连接的第二固定件；本发明提供的一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，可以克服重力、摩擦力等因素影响，具有测试运动轨迹可控的优势，在运动轨迹可控的情况下做轨迹自动牵引，提高测量精度。

Description

一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置

技术领域

本发明涉及测试装置技术领域，具体涉及一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置。

背景技术

中国航天事业快速发展，对航天服的各项性能指标以及功能提出了新的要求。航天服不仅能够在特殊环境中为着服者提供基本的生命保障，还应具有很高的活动性能，从而使着服者能够有效地完成各特殊环境作业。从航天服的功能来看，对其的活动性能要求主要体现在上肢的灵活性。服装的活动性能主要由关节和轴承的力学特性决定，它要求这些关节与轴承有最低的活动力矩和最大的有效活动范围。但由于服装真空防护所造成的余压(服内外的压差)作用，当着服者活动时服装不可避免地要产生相当大的阻力矩。该阻力矩直接与结构设计和加工工艺水平相关，需要对其进行测评。因此，迫切需要研究服装关节运动性能与力学性能的测试系统及方案来评价服装关节的活动性能，作为指导服装产品研发的基础和先行条件。

目前国内外的测量装置存在着测量人力拖动、测量方法导致测量精度不够的问题，在测量关节阻力矩时，只有在牵引方向与活动关节处于垂直状态时，才能得出精确的测量结果，而人力拖动存在运动轨迹不易控制的问题，而运动轨迹又决定了牵引方向是否与活动关节垂直，则在人力拖动无法精确控制运动轨迹的情况下会直接影响测试的精准度。

除此之外，现有测量装置不能克服航天服本身重力在关节阻力矩测试过程的影响。

因此，有必要设计出一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，可以克服重力、摩擦力等因素影响，具有测试运动轨迹可控的优势，在运动轨迹可控的情况下做轨迹自动牵引，提高测量精度。

本发明所采用的技术方案为：

一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，包括测量工作台和配合测量工作台将待测服装调整至合适高度位置和/或角度位置的翻转小车，所述测量工作台上设有与服装的关节测试不动端固定连接的第一固定件，所述测量工作台上放置有滚动组件，所述滚动组件上设有用于与服装的关节活动端固定连接的第二固定件；

还包括牵引装置和设于牵引装置上的测量装置，所述牵引装置为XYZ导轨模组，所述XYZ导轨模组包括用于预编辑和示教移动轨迹的轨迹编辑模块，所述牵引装置为拉力计，所述拉力计与第二固定件连接。

本技术方案中，翻转小车和测量工作台的设置，翻转小车能够配合测量工作台将待测服装调整至合适高度位置和/或角度位置，为固定航天服将航天服摆到合适的位姿提供方便。测量时，由于航天服本身体积较大，且较重，将服装测量部位放置于测量工作台上进行测量，滚动组件由XYZ导轨模组驱动在测量工作台上移动，使关节的转动平面平行于测量工作台，使关节在一个水平面上转动，克服了重力的影响，提高测量精度。

由于测量工作台上设有第一固定件，第一固定件与服装的关节测试不动端固定连接，实现对关节测试不动端的位置的锁定，将服装的关节活动端与滚动组件上的第二固定件固定安装，之后，在XYZ导轨模组的驱动下滚动组件能够在测量工作台上移动测试关节阻力矩。

进行阻力矩测试之前，需要先进行预测试，由于XYZ导轨模组包括用于预编辑和示教移动轨迹的轨迹编辑模块，轨迹编辑模块通过预设的运动轨迹或手动操作轨迹可以对轨迹模型进行模拟示教，从而使得XYZ导轨模组能够按照设定的轨迹移动，当XYZ导轨模组按照设定的轨迹移动时，则连接在XYZ导轨模组上的拉力计拉动滚动组件，滚动组件也会在与XYZ导轨模组移动的轨迹圆弧线A相应的同心圆弧线B上移动，如图1所示，拉力计与XYZ导轨模组之间的连接点在测量工作台上的垂直投影点为牵引轨迹点I，拉力计通过牵引绳实现与第二固定件连接，从而实现与关节活动端的连接，在测试过程中，牵引绳的长度方向也即是拉力牵引方向，在整个测试过程中，需要保证牵引方向与关节活动端垂直才能得出精确的测量结果。

为了保证牵引方向与关节活动端垂直，预测试时，需要先确定三个轨迹点位，分别为点C、点D和点E，点C、点D和点E为轨迹的开始、结束和中间点的3个坐标值，通过点C、点D和点E能够确定共同的圆心点O，则能够得出圆弧线A的轨迹。具体的，在确定点C、点D和点E时，可以手动操作关节活动端转动，当拉力计拉动关节活动端的牵引方向与关节活动端垂直时，则记下该点为点C，之后继续上述操作两次，分别记下点D和点E，也即是，牵引轨迹点I位于点C、点D和点E处时，拉力计拉动关节活动端的牵引方向均与关节活动端垂直，则通过手动操作实现对轨迹点位的初步采集，之后将采集到的轨迹点位信息导入预存的轨迹模型即可形成圆弧线A的运动轨迹。

圆弧线A的轨迹确定之后，则XYZ导轨模组按照圆弧线A的轨迹运动，并通过拉力计带动滚动组件移动，则滚动组件也会按照与圆弧线A同心的圆弧线B运动，整个测试过程中，牵引轨迹点I不管移动到圆弧线A上的任何位置，始终能够保持拉力计拉动关节活动端的牵引方向与关节活动端垂直，从而提升阻力矩测量的精确性。拉力计能够实时检测力学数据并传输给上位机软件实时采集关节力数据，实现对服装关节阻力矩的测试，消除了传统人力拖动存在运动轨迹不规则而带来的测量误差。

此外，实际测试过程中，由于滚珠组件与测量工作台之间是滚动摩擦，摩擦阻力小，能够尽可能的减小服装与测量工作台之间的摩擦阻力造成的对测量数据的影响。在轨迹牵引过程中，滚动组件对服装的移动部位具有支撑作用，通过在轨迹牵引时使用滚动组件支撑服装移动部位，可以消除摩擦力带来的误差，提高测量精度。

综上，本测试装置可以通过XYZ导轨模组拖动服装在水平的测量工作台上借助滚动组件的移动，消除了轨迹不规则、重力、摩擦力等方面带来的误差，极大地提高了测量精度。

进一步的，为了方便实现对服装上肢与下肢的测量，所述测量工作台包括上肢测量工作台和下肢测量工作台，所述上肢测量工作台和下肢测量工作台均包括移动支架和设置在移动支架上的测量面板，所述第一固定件设置在测量面板上，所述滚动组件放置在测量面板上，所述上肢测量工作台的测量面板上设有U形开口。

所述下肢测量工作台的测量面板的下方设有支撑面板。

服装处于内压较高的状态，具有规则的外形，在开始测量服装的上肢关节之前，通过翻转小车将服装移动到位，并调整至合适的姿势，测量上肢关节仅需保持服装的站立姿势即可，也即是服装垂直于地面，在对服装的上臂关节进行测量时，可以直接将固定在翻转小车上的服装移动到U形开口处，U形开口用于容纳服装的身体部位，此时，服装的上肢则可以水平放置到测量面板上，测量面板对上肢进行有效的支撑，在固定好上肢的关节测试不动端和关节活动端之后，则可以开始测量工作。

在开始测量服装的下肢关节之前，通过翻转小车将服装移动到位，并调整至合适的姿势，测量下肢关节需通过翻转小车将站立姿势的服装翻转90°，类似人体侧睡的姿势，使得服装的头脚向与地面平行，也即是与测量面板平行，之后将调整好姿势的服装向测量面板移动，将需要测量的下肢放置到测量面板上，测量面板对下肢进行有效支撑，在固定好下肢关节测试不动端和关节活动端之后，则可以开始测量工作。

在测量过程中，为了方便对另一下肢进行支撑保护，因此在下肢测量工作台的测量面板的下方设有支撑面板，在进行任一下肢进行测量时，能够对另一下肢进行支撑保护。

测量完一下肢之后，对另一下肢进行测量，则通过翻转小车退出，之后再调整服装的姿势，再按照上述方式进行再次测量即可。

进一步的，所述翻转小车包括移动底座和安装在移动底座上的升降机构，所述升降机构的上端安装有用于固定服装的服装固定架。

通过翻转小车调节服装位姿以及配合测量工作台的高度方便将服装调整到合适的高度位置，实现可在同一测量平台测量不同型号、服装上肢与下肢不同待测关节的测量。

进一步的，为了方便调整服装的姿势，所述升降机构与服装固定架之间设有用于驱动服装固定架旋转的旋转调节机构。

进一步的，为了方便对服装的固定安装，所述服装固定架包括U形固定架，所述旋转调节机构驱动U形固定架转动，所述U形固定架上设有用于对服装的腰部进行定位的腰部定位件。

腰部定位件包括设置在U形固定架两端的螺栓安装位，所述螺栓安装位处设有用于与服装腰部固定连接的固定螺栓，所述U形固定架上还设有与两个螺栓配合实现对服装锁定的锁定孔。

由于服装整体外形规则，对服装的中部进行有效的固定能够保证具有良好的支撑效果，同时方便实现对服装的转动，实现姿势的调整。

进一步的，为了更好的实现对U形固定架的升降调节以及转动角度的调节，所述升降机构为丝杆升降调节机构，所述旋转调节机构为蜗轮蜗杆传动机构。

具体的，丝杆升降调节机构包括安装在移动底座上的伸缩架，所述伸缩架包括外筒和与外筒滑动配合的内筒，所述旋转调节机构安装在内筒的上端，所述伸缩架内设有丝杆，所述内筒的下端通过螺母与丝杆之间螺纹连接，所述丝杆伸出伸缩架的下端设有带轮，所述移动底座上设有电机，所述电机的输出轴上设有带轮，两个带轮之间通过传动带传动连接。

所述旋转调节机构包括涡轮和用于驱动涡轮转动的蜗杆，所述蜗杆连接有旋转手柄，所述涡轮与U形固定架之间通过固定轴实现固定连接。

需要说明的是，移动底座上还设有气弹簧，气弹簧的上端与伸缩架的上端固定连接，在伸缩架升降移动的过程中，气弹簧能够达到辅助支撑的效果。

进一步的，为了方便实现对服装关节测试不动端以及服装关节活动端的固定连接，所述第一固定件和第二固定件均为卡箍。

进一步的，为了方便实现对XYZ导轨模组的安装，所述测量工作台上设有龙门模组支撑架，所述XYZ导轨模组设置在龙门模组支撑架上。

XYZ导轨模组包括设置在龙门模组支撑架上的Y向位移导轨、设置在Y向位移导轨上的X向位移导轨以及设置在X向位移导轨上的Z向位移导轨，所述拉力计设置在Z向位移导轨上。Y向位移导轨、X向位移导轨和Z向位移导轨为滚珠丝杠传动机构。

进一步的，为了进一步减小滚动组件与测量工作台之间的摩擦阻力，所述滚动组件为牛眼小车。

本发明的有益效果为：本技术方案中，翻转小车和测量工作台的设置，翻转小车能够配合测量工作台将待测服装调整至合适高度位置和/或角度位置，为固定航天服将航天服摆到合适的位姿提供方便。测量时，由于航天服本身体积较大，且较重，将服装测量部位放置于测量工作台上进行测量，滚动组件由XYZ导轨模组驱动在测量工作台上移动，使关节的转动平面平行于测量工作台，使关节在一个水平面上转动，克服了重力的影响，提高测量精度。

由于测量工作台上设有第一固定件，第一固定件与服装的关节测试不动端固定连接，实现对关节测试不动端的位置的锁定，将服装的关节活动端与滚动组件上的第二固定件固定安装，之后，在XYZ导轨模组的驱动下滚动组件能够在测量工作台上移动测试关节阻力矩。

进行阻力矩测试之前，需要先进行预测试，由于XYZ导轨模组包括用于预编辑和示教移动轨迹的轨迹编辑模块，轨迹编辑模块通过预设的运动轨迹或手动操作轨迹可以对轨迹模型进行模拟示教，从而使得XYZ导轨模组能够按照设定的轨迹移动，当XYZ导轨模组按照设定的轨迹移动时，则连接在XYZ导轨模组上的拉力计拉动滚动组件，滚动组件也会在与XYZ导轨模组移动的轨迹圆弧线A相应的同心圆弧线B上移动，如图1所示，拉力计与XYZ导轨模组之间的连接点在测量工作台上的垂直投影点为牵引轨迹点I，拉力计通过牵引绳实现与第二固定件连接，从而实现与关节活动端的连接，在测试过程中，牵引绳的长度方向也即是拉力牵引方向，在整个测试过程中，需要保证牵引方向与关节活动端垂直才能得出精确的测量结果。

为了保证牵引方向与关节活动端垂直，预测试时，需要先确定三个轨迹点位，分别为点C、点D和点E，点C、点D和点E为轨迹的开始、结束和中间点的3个坐标值，通过点C、点D和点E能够确定共同的圆心点O，则能够得出圆弧线A的轨迹。具体的，在确定点C、点D和点E时，可以手动操作关节活动端转动，当拉力计拉动关节活动端的牵引方向与关节活动端垂直时，则记下该点为点C，之后继续上述操作两次，分别记下点D和点E，也即是，牵引轨迹点I位于点C、点D和点E处时，拉力计拉动关节活动端的牵引方向均与关节活动端垂直，则通过手动操作实现对轨迹点位的初步采集，之后将采集到的轨迹点位信息导入预存的轨迹模型即可形成圆弧线A的运动轨迹。

圆弧线A的轨迹确定之后，则XYZ导轨模组按照圆弧线A的轨迹运动，并通过拉力计带动滚动组件移动，则滚动组件也会按照与圆弧线A同心的圆弧线B运动，整个测试过程中，牵引轨迹点I不管移动到圆弧线A上的任何位置，始终能够保持拉力计拉动关节活动端的牵引方向与关节活动端垂直，从而提升阻力矩测量的精确性。拉力计能够实时检测力学数据并传输给上位机软件实时采集关节力数据，实现对服装关节阻力矩的测试，消除了传统人力拖动存在运动轨迹不规则而带来的测量误差。

此外，实际测试过程中，由于滚珠组件与测量工作台之间是滚动摩擦，摩擦阻力小，能够尽可能的减小服装与测量工作台之间的摩擦阻力造成的对测量数据的影响。在轨迹牵引过程中，滚动组件对服装的移动部位具有支撑作用，通过在轨迹牵引时使用滚动组件支撑服装移动部位，可以消除摩擦力带来的误差，提高测量精度。

综上，本测试装置可以通过XYZ导轨模组拖动服装在水平的测量工作台上借助滚动组件的移动，消除了轨迹不规则、重力、摩擦力等方面带来的误差，极大地提高了测量精度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中上肢测量工作台的结构示意图；

图3是本发明中下肢测量工作台的结构示意图；

图4是本发明中XYZ导轨模组结构示意图；

图5是本发明中翻转小车的结构示意图；

图6是本发明中升降机构的结构示意图；

图7是本发明中U形固定架的结构示意图；

图8是本发明的测试原理图。

图中：第一固定件1；滚动组件2；第二固定件3；拉力计4；移动支架5；测量面板6；U形开口7；支撑面板8；牵引绳9；翻转小车10；测量工作台11；上肢测量工作台11.1；下肢测量工作台11.2；移动底座12；升降机构13；旋转调节机构14；U形固定架15；固定螺栓16；锁定孔17；外筒18；内筒19；带轮20；电机21；旋转手柄22；固定轴23；气弹簧24；龙门模组支撑架25；XYZ导轨模组26；Y向位移导轨26.1；X向位移导轨26.2；Z向位移导轨26.3；关节活动端27。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1：

如图1-图8所示，本实施例提供一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，包括测量工作台11和配合测量工作台11将待测服装调整至合适高度位置和/或角度位置的翻转小车10，测量工作台11上设有与服装的关节测试不动端固定连接的第一固定件1，测量工作台11上放置有滚动组件2，滚动组件2上设有用于与服装的关节活动端27固定连接的第二固定件3；

还包括牵引装置和设于牵引装置上的测量装置，牵引装置为可编程的XYZ导轨模组26，XYZ导轨模组26包括用于预编辑和示教移动轨迹的轨迹编辑模块，牵引装置为拉力计4，拉力计4与第二固定件连接

本技术方案中，拉力计可以自动记录拉动过程中的拉力。

本技术方案中，翻转小车10和测量工作台11的设置，翻转小车10能够配合测量工作台11将待测服装调整至合适高度位置和/或角度位置，为固定航天服将航天服摆到合适的位姿提供方便。测量时，由于航天服本身体积较大，且较重，将服装测量部位放置于测量工作台11上进行测量，滚动组件2由XYZ导轨模组26驱动在测量工作台11上移动，使关节的转动平面平行于测量工作台11，使关节在一个水平面上转动，克服了重力的影响，提高测量精度。

由于测量工作台11上设有第一固定件1，第一固定件1与服装的关节测试不动端固定连接，实现对关节测试不动端的位置的锁定，将服装的关节活动端27与滚动组件2上的第二固定件3固定安装，之后，在XYZ导轨模组26的驱动下滚动组件2能够在测量工作台11上移动测试关节阻力矩。

进行阻力矩测试之前，需要先进行预测试，由于XYZ导轨模组26包括用于预编辑和示教移动轨迹的轨迹编辑模块，轨迹编辑模块通过预设的运动轨迹或手动操作轨迹可以对轨迹模型进行模拟示教，从而使得XYZ导轨模组26能够按照设定的轨迹移动，当XYZ导轨模组26按照设定的轨迹移动时，则连接在XYZ导轨模组26上的拉力计4拉动滚动组件2，滚动组件2也会在与XYZ导轨模组26移动的轨迹圆弧线A相应的同心圆弧线B上移动，如图8所示，拉力计4与XYZ导轨模组26之间的连接点在测量工作台上的垂直投影点为牵引轨迹点I，拉力计4通过牵引绳9实现与第二固定件3连接，从而实现与关节活动端27的连接，在测试过程中，牵引绳9的长度方向也即是拉力牵引方向，在整个测试过程中，需要保证牵引方向与关节活动端27垂直才能得出精确的测量结果。

为了保证牵引方向与关节活动端27垂直，预测试时，需要先确定三个轨迹点位，分别为点C、点D和点E，点C、点D和点E为轨迹的开始、结束和中间点的3个坐标值，通过点C、点D和点E能够确定共同的圆心点O，则能够得出圆弧线A的轨迹。具体的，在确定点C、点D和点E时，可以手动操作关节活动端27转动，当拉力计4拉动关节活动端27的牵引方向与关节活动端27垂直时，则记下该点为点C，之后继续上述操作两次，分别记下点D和点E，也即是，牵引轨迹点I位于点C、点D和点E处时，拉力计4拉动关节活动端27的牵引方向均与关节活动端27垂直，则通过手动操作实现对轨迹点位的初步采集，之后将采集到的轨迹点位信息导入预存的轨迹模型即可形成圆弧线A的运动轨迹。

圆弧线A的轨迹确定之后，则XYZ导轨模组26按照圆弧线A的轨迹运动，并通过拉力计4带动滚动组件2移动，则滚动组件2也会按照与圆弧线A同心的圆弧线B运动，整个测试过程中，牵引轨迹点I不管移动到圆弧线A上的任何位置，始终能够保持拉力计4拉动关节活动端27的牵引方向与关节活动端27垂直，从而提升阻力矩测量的精确性。拉力计4能够实时检测力学数据并传输给上位机软件实时采集关节力数据，实现对服装关节阻力矩的测试，消除了传统人力拖动存在运动轨迹不规则而带来的测量误差。

此外，实际测试过程中，由于滚珠组件与测量工作台11之间是滚动摩擦，摩擦阻力小，能够尽可能的减小服装与测量工作台11之间的摩擦阻力造成的对测量数据的影响。在轨迹牵引过程中，滚动组件2对服装的移动部位具有支撑作用，通过在轨迹牵引时使用滚动组件2支撑服装移动部位，可以消除摩擦力带来的误差，提高测量精度。

综上，本测试装置可以通过XYZ导轨模组26拖动服装在水平的测量工作台11上借助滚动组件2的移动，消除了轨迹不规则、重力、摩擦力等方面带来的误差，按照设定的轨迹移动，保证了轨迹的一致性，速度一致性，还可以自动测量转动角度，极大地提高了测量精度。

实施例2：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。

为了方便实现对服装上肢与下肢的测量，测量工作台11包括上肢测量工作台11.1和下肢测量工作台11.2，上肢测量工作台11.1和下肢测量工作台11.2均包括移动支架5和设置在移动支架5上的测量面板6，第一固定件1设置在测量面板6上，滚动组件2放置在测量面板6上，上肢测量工作台11.1的测量面板6上设有U形开口7。

下肢测量工作台11.2的测量面板6的下方设有支撑面板8。

服装处于内压较高的状态，具有规则的外形，在开始测量服装的上肢关节之前，通过翻转小车10将服装移动到位，并调整至合适的姿势，测量上肢关节仅需保持服装的站立姿势即可，也即是服装垂直于地面，在对服装的上臂关节进行测量时，可以直接将固定在翻转小车10上的服装移动到U形开口7处，U形开口7用于容纳服装的身体部位，此时，服装的上肢则可以水平放置到测量面板6上，测量面板6对上肢进行有效的支撑，在固定好上肢的关节测试不动端和关节活动端27之后，则可以开始测量工作。

在开始测量服装的下肢关节之前，通过翻转小车10将服装移动到位，并调整至合适的姿势，测量下肢关节需通过翻转小车10将站立姿势的服装翻转90°，类似人体侧睡的姿势，使得服装的头脚向与地面平行，也即是与测量面板6平行，之后将调整好姿势的服装向测量面板6移动，将需要测量的下肢放置到测量面板6上，测量面板6对下肢进行有效支撑，在固定好下肢关节测试不动端和关节活动端27之后，则可以开始测量工作。

在测量过程中，为了方便对另一下肢进行支撑保护，因此在下肢测量工作台11.2的测量面板6的下方设有支撑面板8，在进行任一下肢进行测量时，能够对另一下肢进行支撑保护。

测量完一下肢之后，对另一下肢进行测量，则通过翻转小车10退出，之后再调整服装的姿势，再按照上述方式进行再次测量即可。

由于上肢测量时，服装处于站立姿势，需要具有较高的测量平台才能保证对上肢的水平支撑，因此为了方便实现对服装上肢与下肢的测量，上肢测量工作台11.1的移动支架5的高度高于下肢测量工作台11.2的移动支架5的高度。

实施例4：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。

翻转小车10包括移动底座12和安装在移动底座12上的升降机构13，升降机构13的上端安装有用于固定服装的服装固定架。

通过翻转小车10调节服装位姿以及配合测量工作台11的高度方便将服装调整到合适的高度位置，实现可在同一测量平台测量不同型号、服装上肢与下肢不同待测关节的测量。

实施例5：

本实施例是在上述实施例4的基础上进行优化。

为了方便调整服装的姿势，升降机构13与服装固定架之间设有用于驱动服装固定架旋转的旋转调节机构14。

实施例6：

本实施例是在上述实施例5的基础上进行优化。

为了方便对服装的固定安装，服装固定架包括U形固定架15，旋转调节机构14驱动U形固定架15转动，U形固定架15上设有用于对服装的腰部进行定位的腰部定位件。

腰部定位件包括设置在U形固定架15两端的螺栓安装位，螺栓安装位处设有用于与服装腰部固定连接的固定螺栓16，U形固定架15上还设有与两个螺栓配合实现对服装锁定的锁定孔17。

由于服装整体外形规则，对服装的中部进行有效的固定能够保证具有良好的支撑效果，同时方便实现对服装的转动，实现姿势的调整。

实施例7：

本实施例是在上述实施例5的基础上进行优化。

为了更好的实现对U形固定架15的升降调节以及转动角度的调节，升降机构13为丝杆升降调节机构，旋转调节机构14为蜗轮蜗杆传动机构。

具体的，丝杆升降调节机构包括安装在移动底座12上的伸缩架，伸缩架包括外筒18和与外筒18滑动配合的内筒19，旋转调节机构14安装在内筒19的上端，伸缩架内设有丝杆，内筒19的下端通过螺母与丝杆之间螺纹连接，丝杆伸出伸缩架的下端设有带轮20，移动底座12上设有电机21，电机21的输出轴上设有带轮20，两个带轮20之间通过传动带传动连接。

旋转调节机构14包括涡轮和用于驱动涡轮转动的蜗杆，蜗杆连接有旋转手柄22，涡轮与U形固定架15之间通过固定轴23实现固定连接。

需要说明的是，移动底座12上还设有气弹簧24，气弹簧24的上端与伸缩架的上端固定连接，在伸缩架升降移动的过程中，气弹簧24能够达到辅助支撑的效果。

实施例8：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。

为了方便实现对服装关节测试不动端以及服装关节活动端27的固定连接，第一固定件1和第二固定件3均为卡箍。

实施例9：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。

为了方便实现对XYZ导轨模组26的安装，测量工作台11上设有龙门模组支撑架25，XYZ导轨模组26设置在龙门模组支撑架25上。

XYZ导轨模组26包括设置在龙门模组支撑架25上的Y向位移导轨26.1、设置在Y向位移导轨26.1上的X向位移导轨26.2以及设置在X向位移导轨26.2上的Z向位移导轨26.3，拉力计4设置在Z向位移导轨26.3上。Y向位移导轨26.1、X向位移导轨26.2和Z向位移导轨26.3为滚珠丝杠传动机构。

实施例10：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。

为了进一步减小滚动组件2与测量工作台11之间的摩擦阻力，滚动组件2为牛眼小车。

实施例11：

本实施例是在上述实施例3的基础上进行优化。

翻转小车10包括移动底座12和安装在移动底座12上的升降机构13，升降机构13的上端安装有用于固定服装的服装固定架。

通过翻转小车10调节服装位姿以及配合测量工作台11的高度方便将服装调整到合适的高度位置，实现可在同一测量平台测量不同型号、服装上肢与下肢不同待测关节的测量。

为了方便调整服装的姿势，升降机构13与服装固定架之间设有用于驱动服装固定架旋转的旋转调节机构14。

为了方便对服装的固定安装，服装固定架包括U形固定架15，旋转调节机构14驱动U形固定架15转动，U形固定架15上设有用于对服装的腰部进行定位的腰部定位件。

腰部定位件包括设置在U形固定架15两端的螺栓安装位，螺栓安装位处设有用于与服装腰部固定连接的固定螺栓16，U形固定架15上还设有与两个螺栓配合实现对服装锁定的锁定孔17。

由于服装整体外形规则，对服装的中部进行有效的固定能够保证具有良好的支撑效果，同时方便实现对服装的转动，实现姿势的调整。

为了更好的实现对U形固定架15的升降调节以及转动角度的调节，升降机构13为丝杆升降调节机构，旋转调节机构14为蜗轮蜗杆传动机构。

具体的，丝杆升降调节机构包括安装在移动底座12上的伸缩架，伸缩架包括外筒18和与外筒18滑动配合的内筒19，旋转调节机构14安装在内筒19的上端，伸缩架内设有丝杆，内筒19的下端通过螺母与丝杆之间螺纹连接，丝杆伸出伸缩架的下端设有带轮20，移动底座12上设有电机21，电机21的输出轴上设有带轮20，两个带轮20之间通过传动带传动连接。

旋转调节机构14包括涡轮和用于驱动涡轮转动的蜗杆，蜗杆连接有旋转手柄22，涡轮与U形固定架15之间通过固定轴23实现固定连接。

需要说明的是，移动底座12上还设有气弹簧24，气弹簧24的上端与伸缩架的上端固定连接，在伸缩架升降移动的过程中，气弹簧24能够达到辅助支撑的效果。

为了方便实现对服装关节测试不动端以及服装关节活动端27的固定连接，第一固定件1和第二固定件3均为卡箍。

为了方便实现对XYZ导轨模组26的安装，测量工作台11上设有龙门模组支撑架25，XYZ导轨模组26设置在龙门模组支撑架25上。

XYZ导轨模组26包括设置在龙门模组支撑架25上的Y向位移导轨26.1、设置在Y向位移导轨26.1上的X向位移导轨26.2以及设置在X向位移导轨26.2上的Z向位移导轨26.3，拉力计4设置在Z向位移导轨26.3上。Y向位移导轨26.1、X向位移导轨26.2和Z向位移导轨26.3为滚珠丝杠传动机构。

为了进一步减小滚动组件2与测量工作台11之间的摩擦阻力，滚动组件2为牛眼小车。

本发明的工作过程主要通过以下方法实现：

进行上肢测量实验时，服装通过U形固定架15固定于翻转小车10上；将翻转小车10推入测量工作台11，使服装进入测量面板6的U形开口7内；通过升降机构13和旋转调节机构14调整服装的高度，使得上肢水平放置在测量面板6上，抵消重力影响；通过第一固定件1将关节测试不动端固定在测量面板6上，将关节活动端27固定于滚动组件2的第二固定件3上，拉力计4通过牵引绳9与滚动组件2的第二固定件3相连，通过XYZ导轨模组26进行设定轨迹运动带动关节转动；并通过拉力计4上位机软件实时采集关节力数据。

进行下肢测量实验时，服装通过U形固定架15固定于翻转小车10上；通过升降机构13和旋转调节机构14调整服装的高度和位姿，使得服装在站立姿势下转动90°；将翻转小车10推入测量工作台11；通过升降机构13和旋转调节机构14调整服装的高度，使得下肢水平放置在测量面板6上，抵消重力影响，翻转小车10朝向测量工作台11移动的同时，另一下肢自然置于支撑面板8上；通过第一固定件1将下肢的关节测试不动端固定在测量面板6上，将下肢的关节活动端27固定于滚动组件2的第二固定件3上，拉力计4通过牵引绳9与滚动组件2的第二固定件3相连，通过XYZ导轨模组26进行设定轨迹运动带动关节转动；并通过拉力计4上位机软件实时采集关节力数据。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，其特征在于：包括测量工作台和配合测量工作台将待测服装调整至合适高度位置和/或角度位置的翻转小车，所述测量工作台上设有与服装的关节测试不动端固定连接的第一固定件，所述测量工作台上放置有滚动组件，所述滚动组件上设有用于与服装的关节活动端固定连接的第二固定件；

还包括牵引装置和设于牵引装置上的测量装置，所述牵引装置为XYZ导轨模组，所述XYZ导轨模组包括用于预编辑和示教移动轨迹的轨迹编辑模块，所述牵引装置为拉力计，所述拉力计与第二固定件连接；

所述滚动组件由XYZ导轨模组驱动在测量工作台上移动，使关节的转动平面平行于测量工作台，使关节在一个水平面上转动；

所述轨迹编辑模块通过预设的运动轨迹或手动操作轨迹可以对轨迹模型进行模拟示教，从而使得XYZ导轨模组能够按照设定的轨迹移动，当XYZ导轨模组按照设定的轨迹移动时，则连接在XYZ导轨模组上的拉力计拉动滚动组件，所述滚动组件也会在与XYZ导轨模组移动的轨迹圆弧线A相应的同心圆弧线B上移动；

所述拉力计与XYZ导轨模组之间的连接点在测量工作台上的垂直投影点为牵引轨迹点I，拉力计通过牵引绳实现与第二固定件连接，在测试过程中，牵引绳的长度方向为牵引方向，所述牵引方向与关节活动端垂直；

所述测量工作台包括上肢测量工作台和下肢测量工作台，所述上肢测量工作台和下肢测量工作台均包括移动支架和设置在移动支架上的测量面板，所述第一固定件设置在测量面板上，所述滚动组件放置在测量面板上，所述上肢测量工作台的测量面板上设有U形开口。

2.根据权利要求1所述的一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，其特征在于：所述翻转小车包括移动底座和安装在移动底座上的升降机构，所述升降机构的上端安装有用于固定服装的服装固定架。

3.根据权利要求2所述的一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，其特征在于：所述升降机构与服装固定架之间设有用于驱动服装固定架旋转的旋转调节机构。

4.根据权利要求3所述的一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，其特征在于：所述服装固定架包括U形固定架，所述旋转调节机构驱动U形固定架转动，所述U形固定架上设有用于对服装的腰部进行定位的腰部定位件。

5.根据权利要求3所述的一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，其特征在于：所述升降机构为丝杆升降调节机构，所述旋转调节机构为蜗轮蜗杆传动机构。

6.根据权利要求1所述的一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，其特征在于：所述第一固定件和第二固定件均为卡箍。

7.根据权利要求1所述的一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，其特征在于：所述测量工作台上设有龙门模组支撑架，所述XYZ导轨模组设置在龙门模组支撑架上。

8.根据权利要求1所述的一种轨迹可控的航天服关节阻力矩测试装置，其特征在于：所述滚动组件为牛眼小车。