[發明專利]星球探測車臺架試驗裝置

在審

• 申請號: 201710542157.0
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107860591A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 丁亮亮;高金忠;馮文博;靳宗向
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: G01M17/013
• 分類號: G01M17/013
• 代理公司: 上海航天局專利中心31107
• 代理人: 金家山

技術領域

本發明涉及星球探測車領域，尤其涉及一種用于研究輪壤作用的星球探測車臺架試驗裝置。

背景技術

在星球探測車移動系統的研制過程中，車輪與土壤的相互作用特性是一個關鍵研究內容。車輪與土壤的相互作用包括車輪在土壤上的沉陷量、車輪行駛過程中受到的土壤阻力、土壤能夠提供的最大牽引力、驅動電機的功耗等方面。通過車輪臺架試驗裝置，可以對車輪與土壤間的相互作用特性進行深入研究。

目前，對于用于研究輪壤作用的星球探測車臺架試驗裝置，通常是用地面車輛車輪臺架試驗的試驗裝置改裝使用的，或者是研制的功能單一、比較簡易的車輪臺架試驗裝置，這些車輪臺架試驗裝置對臺架試驗有局限性，例如這些臺架試驗設備只能完成單輪臺架試驗，不能進行整車的移動系統臺架試驗；還有這些車輪臺架試驗裝置存在測量精度差的問題，不能適應我國目前星球探測車臺架試驗的要求。

發明內容

為了解決現有車輪臺架試驗裝置的局限性、單一性和精度差等問題，本發明的目的在于提供一種星球探測車臺架試驗裝置。利用本發明，不但達到試驗的精度要求，而且能同時完成單輪臺架試驗與整車移動系統臺架試驗。

為了達成上述目的，本發明提供了一種星球探測車臺架試驗裝置，包括：整車測試單元，其測試所述整車的移動性能；及單輪測試單元，其測試所述星球探測車的單輪的移動性能。

一些實施例中，所述整車測試單元包括：出發平臺，其供所述整車停放并且從其出發從；及測試土床，其上填鋪有模擬土壤，所述整車在所述測試土床上移動，其中所述出發平臺的水平位置高于所述測試土床的水平位置。

一些實施例中，所述整車移動測試單元還包括：連接所述出發平臺和所述測試土床的測試斜坡，所述整車從所述出發平臺出發經由所述測試斜坡移動至所述測試土床，并且在經過所述測試斜坡的過程中測試所述整車的爬坡性能。

一些實施例中，所述出發平臺，所述測試土床，及所述測試斜坡由鋁合金型材搭建，并且所述測試斜坡由泡沫板填充出斜坡的形狀然后在所述泡沫板上模擬土壤。

一些實施例中，所述整車移動測試單元還包括：平土裝置，其進行所述模擬土壤的整理，以保證每次試驗過程中土壤狀態的一致性。

一些實施例中，所述單輪測試單元包括：土槽測試臺，其上填鋪有模擬土壤，所述單輪在所述測試土槽上移動；單輪滑臺，其在所述土槽測試臺兩側的導軌上進行直線運動；牽引/制動系統，其通過繩索傳動系統與所述單輪滑臺連接，以控制所述單輪滑臺在所述土槽測試臺上的運動方向以及運動速度；測量與數據采集單元，其測試所述單輪的運動數據。

一些實施例中，所述牽引/制動系統包括：皮帶輪傳動裝置，牽引/制動系統驅動裝置，和繩索傳動裝置，所述繩索傳動裝置連接至所述單輪滑臺，所述牽引/制動系統驅動裝置為帶編碼器的驅動電機，其中所述牽引/制動系統驅動裝置通過皮帶輪傳動裝置帶動繩索傳動裝置中的繩索進行運動。

一些實施例中，所述單輪滑臺包括：加載裝置，車輪驅動裝置，小車殼體，運動滑輪，其中所述小車殼體的底部安裝有四個所述運動滑輪，以實現滑臺在導軌上的直線運動，所述小車殼體的一端連接加載裝置，所述加載裝置通過四連桿機構實現了對試驗車輪的垂直力的加載，保證了加載力的方向，所述加載裝置的下端安裝有驅動裝置。

一些實施例中，所述測量與數據采集單元包括：設于所述滑輪運動關節的測速編碼器，其測出所述滑臺的實際運動速度；設于所述加載裝置的活動機構關節的沉陷量測量單元，其測量測試車輪的沉陷量；設于所述車輪驅動裝置與所述測試車輪之間的六維力矩測量單元，其測量所述測試車輪的驅動力矩。

一些實施例中，所述測量與數據采集單元還包括：牽引力測量單元來測量所述車輪臺架試驗的牽引力。

本發明車輪臺架試驗裝置由于利用高精度的，合理的設計布局，以及四連桿加載裝置，因此，使得被試驗件的運動十分平穩、輕松、自如，取得了提高試驗精度，牽引力測試精度達到0.05N的有益效果。

以下結合附圖，通過示例說明本發明主旨的描述，以清楚本發明的其他方面和優點。

附圖說明

結合附圖，通過下文的詳細說明，可更清楚地理解本發明的上述及其他特征和優點，其中：

圖1為本發明星球探測車臺架試驗裝置的結構示意圖；

圖2為本發明單輪臺架試驗裝置的結構示意圖；

圖3為本發明繩索傳動與繩索預緊裝置的結構示意圖；

圖4是本發明牽引/制動系統的結構示意圖；及

圖5是本發明單輪滑臺的結構示意圖。