CN113639916A - 一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，包括机架、6套车轮阻力加载单元、牵引绳、拉力传感器、测试及控制机柜；车轮阻力加载单元包括加载主动轮、履带、从动轮、支撑柱、扭矩及转速传感器、加载电机及减速器；6套车轮阻力加载单元安装在机架上，星球车位于车轮阻力加载单元上，星球车的棘爪车轮与履带接触，履带表面具有棘爪式拨片结构，星球车的棘爪车轮与履带表面的棘爪式拨片结构相接触；拉力传感器安装在星球车车体上，拉力传感器通过牵引绳与机架连接；本发明能够适应星球车体通过主动悬架变形，给6个棘爪式车轮独立施加阻力矩负载，能够完成在真空高低温环境下星球车牵引力测试。
Description
技术领域
本发明涉及深空探测星球车技术领域，具体涉及一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置。
背景技术
在深空探测中，星球车用于携带科学载荷完成星球表面的科学探测，六轮星球车是当前国际上主要采用的方案，我国火星车采用了主动悬架机构，能够实现车体高度改变(《一种星球车可变主动悬架机构》CN 201911135824.9，《六轮星球探测车可伸缩悬架机构》CN200810209565.5)，星球车在星球表面执行任务期间，需要在平地、坡道等不同路面行驶，为验证星球车在轨行驶能力，需要在实验室开展星球车牵引力测试工作。
发明内容
本发明提供了一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，能够适应星球车体通过主动悬架变形，给6个棘爪式车轮独立施加阻力矩负载，能够完成在真空高低温环境下星球车牵引力测试。
一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，包括机架、6套车轮阻力加载单元、牵引绳、拉力传感器、测试及控制机柜；
所述车轮阻力加载单元包括加载主动轮、履带、从动轮、支撑柱、扭矩及转速传感器、加载电机及减速器；
6套车轮阻力加载单元安装在机架上，车轮阻力加载单元之间的距离与星球车车轮间距匹配；星球车位于车轮阻力加载单元上，星球车的棘爪车轮与履带接触，履带表面具有棘爪式拨片结构，星球车的棘爪车轮与履带表面的棘爪式拨片结构相接触；拉力传感器安装在星球车车体上，拉力传感器通过牵引绳与机架连接，牵引绳与机架的连接点与星球车质心在同一高度，避免对星球车产生附件弯矩影响；
履带需要具有预定长度，当星球车主动悬架变形时，车体升高或降低，棘爪车轮能够在履带上前后移动。
车轮阻力加载时，由测试及控制机柜给出控制信号，加载电机及减速器带动加载主动轮旋转，加载主动轮带动履带和从动轮运动，履带上的棘爪式拨片结构与星球车的棘爪车轮相互接触作用，从而产生车轮阻力。
测试时，车轮阻力加载单元首先进入空载控制模式，星球车向前运动，加载主动轮带动履带和从动轮与加载主动轮相同速度运动，此时拉力传感器示数较小，主要由车轮阻力加载单元转动轴系摩擦引起的误差。逐步增加车轮阻力即扭矩传感器示数增大，星球车车轮带载运动，此时拉力传感器示数为星球车的牵引力。
6套车轮阻力加载单元独立控制，能实现星球车上下坡过程中前中后轮不同负载的模拟。
所述机架采用工字钢拼接，具有较高刚度，在测试过程中机架不发生变形；在机架表面包覆有隔热材料，避免在高低温环境下机架温度过高或过低产生变形。
所述牵引绳采用凯夫拉材料，具有质量轻且耐高低温环境的特点。
所述拉力传感器采用单向拉压传感器，拉力传感器包覆有隔热材料，避免高低温环境下温度引起传感器示数漂移。
所述加载主动轮和从动轮均采用陶瓷轴承，避免高低温环境下转动副变形摩擦力增大增加测试误差。
所述履带上的棘爪式拨片结构为非金属材料，棘爪式拨片结构与星球车的棘爪车轮上的棘爪相互作用，模拟车轮转动过程中行进阻力。
所述扭矩及转速传感器用于测试加载主动轮的转速和力矩，实现履带运动速速与加载主动轮转速相匹配，通过力矩得到给车轮施加的阻力负载；扭矩及转速传感器具有保温措施，避免温漂。
所述加载电机及减速器用于驱动加载主动轮，实现车轮阻力加载；加载电机及减速器均采用固体润滑，以适应真空环境，且同样具有保温措施，避免高低温引起转动副卡滞。
所述测试及控制机柜用于测试拉力传感器、扭矩及转速传感器示数，通过闭环反馈控制驱动加载电机运动。
本发明的有益效果：
本发明能够适应星球车体通过主动悬架变形，给6个棘爪式车轮独立施加阻力矩负载，能够完成在真空高低温环境下星球车牵引力测试。
附图说明
图1为本发明侧视图；
图2为本发明俯视图。
具体实施方式
参阅图1和图2所示，一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，包括机架1、6套车轮阻力加载单元2、牵引绳3、拉力传感器4、测试及控制机柜5；
所述车轮阻力加载单元2包括加载主动轮2-1、履带2-2、从动轮2-3、支撑柱2-4、扭矩及转速传感器2-5、加载电机及减速器2-6；
6套车轮阻力加载单元2安装在机架1上，车轮阻力加载单元2之间的距离与星球车车轮间距匹配；星球车位于车轮阻力加载单元2上，星球车的棘爪车轮7与履带2-2接触，履带2-2表面具有棘爪式拨片结构2-7，星球车的棘爪车轮7与履带2-2表面的棘爪式拨片结构2-7相接触；拉力传感器4安装在星球车体6上，拉力传感器4通过牵引绳3与机架1连接，牵引绳3与机架1的连接点与星球车质心在同一高度，避免对星球车产生附件弯矩影响；
履带2-2需要具有预定长度，当星球车主动悬架变形时，车体升高或降低，棘爪车轮7能够在履带2-2上前后移动。
车轮阻力加载时，由测试及控制机柜给出控制信号，加载电机及减速器2-6带动加载主动轮2-1旋转，加载主动轮2-1带动履带2-2和从动轮2-3运动，履带2-2上的棘爪式拨片结构与星球车的棘爪车轮7相互接触作用，从而产生车轮阻力。
测试时，车轮阻力加载单元2首先进入空载控制模式，星球车向前运动，加载主动轮2-1带动履带2-2和从动轮2-3与加载主动轮2-1相同速度运动，此时拉力传感器4示数较小，主要由车轮阻力加载单元2转动轴系摩擦引起的误差。逐步增加车轮阻力即扭矩传感器示数增大，星球车车轮带载运动，此时拉力传感器4示数为星球车的牵引力。
6套车轮阻力加载单元2独立控制，能实现星球车上下坡过程中前中后轮不同负载的模拟。
所述机架1采用工字钢拼接，具有较高刚度，在测试过程中机架不发生变形；在机架1表面包覆有隔热材料，避免在高低温环境下机架温度过高或过低产生变形。
所述牵引绳3采用凯夫拉材料，具有质量轻且耐高低温环境的特点。
所述拉力传感器4采用单向拉压传感器，拉力传感器4包覆有隔热材料，避免高低温环境下温度引起传感器示数漂移。
所述加载主动轮2-1和从动轮2-3均采用陶瓷轴承，避免高低温环境下转动副变形摩擦力增大增加测试误差。
所述履带2-2上的棘爪式拨片结构2-7位非金属材料，棘爪式拨片结构2-7与星球车的棘爪车轮7上的棘爪相互作用，模拟车轮转动过程中行进阻力。
所述扭矩及转速传感器2-5用于测试加载主动轮2-1的转速和力矩，实现履带2-2运动速速与加载主动轮2-1转速相匹配，通过力矩得到给车轮施加的阻力负载；扭矩及转速传感器2-5具有保温措施，避免温漂。
所述加载电机及减速器2-6用于驱动加载主动轮2-1，实现车轮阻力加载；加载电机及减速器2-6均采用固体润滑，以适应真空环境，且同样具有保温措施，避免高低温引起转动副卡滞。
所述测试及控制机柜5用于测试拉力传感器4、扭矩及转速传感器2-5示数，通过闭环反馈控制驱动加载电机运动。
Claims (10)
1.一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，其特征在于：包括机架(1)、6套车轮阻力加载单元(2)、牵引绳(3)、拉力传感器(4)、测试及控制机柜(5)；
所述车轮阻力加载单元(2)包括加载主动轮(2-1)、履带(2-2)、从动轮(2-3)、支撑柱(2-4)、扭矩及转速传感器(2-5)、加载电机及减速器(2-6)；
6套车轮阻力加载单元(2)安装在机架(1)上，车轮阻力加载单元(2)之间的距离与星球车车轮间距匹配；星球车位于车轮阻力加载单元(2)上，星球车的棘爪车轮(7)与履带(2-2)接触，履带(2-2)表面具有棘爪式拨片结构(2-7)，星球车的棘爪车轮(7)与履带(2-2)表面的棘爪式拨片结构(2-7)相接触；拉力传感器(4)安装在星球车车体(6)上，拉力传感器(4)通过牵引绳(3)与机架(1)连接，牵引绳(3)与机架(1)的连接点与星球车质心在同一高度，避免对星球车产生附件弯矩影响；
履带(2-2)需要具有预定长度，当星球车主动悬架变形时，车体升高或降低，棘爪车轮(7)能够在履带(2-2)上前后移动。
车轮阻力加载时，由测试及控制机柜给出控制信号，加载电机及减速器(2-6)带动加载主动轮(2-1)旋转，加载主动轮(2-1)带动履带(2-2)和从动轮(2-3)运动，履带(2-2)上的棘爪式拨片结构与星球车的棘爪车轮(7)相互接触作用，从而产生车轮阻力；
测试时，车轮阻力加载单元(2)首先进入空载控制模式，星球车向前运动，加载主动轮(2-1)带动履带(2-2)和从动轮(2-3)与加载主动轮(2-1)相同速度运动，此时拉力传感器(4)示数较小，主要由车轮阻力加载单元(2)转动轴系摩擦引起的误差；逐步增加车轮阻力即扭矩传感器示数增大，星球车车轮带载运动，此时拉力传感器(4)示数为星球车的牵引力。
2.根据权利要求1所述的一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，其特征在于：所述6套车轮阻力加载单元(2)独立控制，能实现星球车上下坡过程中前中后轮不同负载的模拟。
3.根据权利要求1所述的一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，其特征在于：所述机架(1)采用工字钢拼接；所述在机架(1)表面包覆有隔热材料。
4.根据权利要求1所述的一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，其特征在于：所述牵引绳(3)采用凯夫拉材料。
5.根据权利要求1所述的一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，其特征在于：所述拉力传感器(4)采用单向拉压传感器，拉力传感器(4)包覆有隔热材料，避免高低温环境下温度引起传感器示数漂移。
6.根据权利要求1所述的一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，其特征在于：所述加载主动轮(2-1)和从动轮(2-3)均采用陶瓷轴承。
7.根据权利要求1所述的一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，其特征在于：所述履带(2-2)上的棘爪式拨片结构(2-7)位非金属材料。
8.根据权利要求1所述的一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，其特征在于：所述扭矩及转速传感器(2-5)用于测试加载主动轮(2-1)的转速和力矩，实现履带(2-2)运动速速与加载主动轮(2-1)转速相匹配，通过力矩得到给车轮施加的阻力负载；扭矩及转速传感器(2-5)具有保温措施。
9.根据权利要求1所述的一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，其特征在于：所述加载电机及减速器(2-6)用于驱动加载主动轮(2-1)；加载电机及减速器(2-6)均采用固体润滑，加载电机及减速器(2-6)具有保温措施。
10.根据权利要求1所述的一种用于真空高低温环境下星球车牵引力测试装置，其特征在于：所述测试及控制机柜(5)用于测试拉力传感器(4)、扭矩及转速传感器(2-5)示数，通过闭环反馈控制驱动加载电机运动。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115219090A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-10-21 | 广东工业大学 | 一种助行轮椅的轮上牵引力检验设备 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050273277A1 (en) * | 2004-01-14 | 2005-12-08 | University Of Tennessee Research Foundation, Inc. | Vehicle fatigue life and durability monitoring system and methodology |
| CN104931279A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-09-23 | 哈尔滨工业大学 | 小型履带移动机器人牵引特性测试平台 |
| CN107449615A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-12-08 | 苏州穿山甲机器人股份有限公司 | 机器人爬坡能力测量方法 |
| CN111220391A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种行星车牵引性能测试系统 |
| CN111238847A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-06-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种火星车移动系统牵引性能测试装置 |
| CN111366381A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-07-03 | 吉林大学 | 一种载人月球车车轮土槽试验台 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050273277A1 (en) * | 2004-01-14 | 2005-12-08 | University Of Tennessee Research Foundation, Inc. | Vehicle fatigue life and durability monitoring system and methodology |
| CN104931279A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-09-23 | 哈尔滨工业大学 | 小型履带移动机器人牵引特性测试平台 |
| CN107449615A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-12-08 | 苏州穿山甲机器人股份有限公司 | 机器人爬坡能力测量方法 |
| CN111220391A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种行星车牵引性能测试系统 |
| CN111238847A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-06-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种火星车移动系统牵引性能测试装置 |
| CN111366381A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-07-03 | 吉林大学 | 一种载人月球车车轮土槽试验台 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 单朋杰: "火星车移动系统牵引性能测试装置研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115219090A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-10-21 | 广东工业大学 | 一种助行轮椅的轮上牵引力检验设备 |
| CN115219090B (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-09 | 广东工业大学 | 一种助行轮椅的轮上牵引力检验设备 |
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