[發明專利]一種仿生爪刺片平面力的測量裝置

在審

• 申請號: 202210858259.4
• 申請日: 2022-07-20
• 公開（公告）號: CN115060400A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 駱海濤;劉冉;李玉新;于淼;周維佳;張偉;李俊麟
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L5/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

本發明涉及空間探測技術領域，特別涉及一種仿生爪刺片平面力的測量裝置。該裝置包括型材主架、二維移動平臺、待測仿生爪刺片、橫向拉力傳感器及縱向拉力傳感器，其中二維移動平臺設置于型材主架上，二維移動平臺具有沿橫向和豎直方向移動的自由度；縱向拉力傳感器設置于二維移動平臺上，橫向拉力傳感器與縱向拉力傳感器垂直連接，待測仿生爪刺片與橫向拉力傳感器連接；當待測仿生爪刺片抓附待測表面時，橫向拉力傳感器測量橫向拉力，縱向拉力傳感器測量豎直法向拉力。本發明能準確測量仿生爪刺片豎直平面力的大小，測試精度高，操作簡便，采集數據準確有效。

技術領域

本發明涉及空間探測技術領域，特別涉及一種仿生爪刺片平面力的測量裝置。

背景技術

嫦娥五號成功從月球帶回近1800克月壤回國，這對于我國科學家研究月球提供了材料，而未分化月巖巖心對于月球起源探究起關鍵性作用，近些年來，深空采樣技術層出不窮，但都以破壞樣本為代價，只能帶回相關碎片與碎石，所采樣品均為部分或全部分化的表面物質，鉆取可以最大限度的保留樣本的原態并且可以實現月表下1米甚至更深層的物質采樣，而不僅僅是表面物質。仿生爪刺片為實現鉆取這項任務提供了用于抵抗后坐力及扭轉的抓附力。為實現這一鉆取方式成功實施，需要進行大量的地面試驗和仿真工作，為保證仿真結果真實可靠，仿生爪刺片的仿真和試驗需要進行對標工作，這就要求在試驗過程中記錄下相關力的數據，為后續通過仿真來優化和調整仿生爪刺片提供支持。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種仿生爪刺片平面力的測量裝置，該裝置能準確測量仿生爪刺片豎直平面力的大小，本裝置測試精度高、操作簡便、采集數據準確有效。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種仿生爪刺片平面力的測量裝置，包括型材主架、二維移動平臺、待測仿生爪刺片、橫向拉力傳感器及縱向拉力傳感器，其中二維移動平臺設置于型材主架上，二維移動平臺具有沿橫向和豎直方向移動的自由度；縱向拉力傳感器設置于二維移動平臺上，橫向拉力傳感器與縱向拉力傳感器垂直連接，待測仿生爪刺片與橫向拉力傳感器連接；當待測仿生爪刺片抓附待測表面時，橫向拉力傳感器測量橫向拉力，縱向拉力傳感器測量豎直法向拉力。

所述待測仿生爪刺片設置于轉接件Ⅰ上，轉接件Ⅰ與所述橫向拉力傳感器的一端連接，所述橫向拉力傳感器的另一端通過轉接件Ⅱ與所述縱向拉力傳感器的下端連接，所述縱向拉力傳感器的上端通過轉接件Ⅲ與所述二維移動平臺連接。

所述二維移動平臺包括一號連接板、二號連接板、三號連接板、橫向直線驅動機構及縱向直線驅動機構，其中一號連接板豎直設置，且左右兩端與所述型材主架連接；橫向直線驅動機構設置于一號連接板上，且輸出端與二號連接板連接；縱向直線驅動機構設置于二號連接板上，且輸出端與三號連接板連接，三號連接板與所述轉接件Ⅲ連接。

所述橫向直線驅動機構包括依次連接的一號電機、一號聯軸器及一號滾珠絲杠滑軌組，其中一號滾珠絲杠滑軌組沿橫向設置于所述一號連接板上，一號滾珠絲杠滑軌組與所述二號連接板連接。

所述一號滾珠絲杠滑軌組包括一號滾珠絲杠及平行設置于一號滾珠絲杠兩側的兩個一號滑軌，一號滾珠絲杠的左右兩端分別通過兩個一號軸承座支撐，兩個一號軸承座通過螺栓與所述一號連接板上設有的橫向調整腰型孔連接；

所述二號連接板通過一號絲母與一號滾珠絲杠螺紋連接，且所述二號連接板與兩個一號滑軌滑動連接。

所述縱向直線驅動機構包括依次連接的二號電機、二號聯軸器及二號滾珠絲杠滑軌組，其中二號滾珠絲杠滑軌組沿豎直方向設置于所述二號連接板，二號滾珠絲杠滑軌組與所述三號連接板連接。

所述二號滾珠絲杠滑軌組包括二號滾珠絲杠及平行設置于二號滾珠絲杠一側的二號滑軌，其中二號滾珠絲杠的上下端分別通過兩個二號軸承座支撐，兩個二號軸承座通過螺栓與所述二號連接板上設有的縱向調整腰型孔連接；