一种面向重力和微重力环境的机械臂半实物仿真装置的制作方法

技术特征：
1.一种面向重力和微重力环境的机械臂半实物仿真装置，其特征在于：包括设置在底部的隔振台（1）、实现关节姿态调整的关节姿态模拟部件、实现关节负载扭矩加载的负载扭矩模拟部件、实现关节径向力加载的径向力加载模拟部件和设置在负载扭矩模拟部件另一端的关节（22）。2.根据权利要求1所述的一种面向重力和微重力环境的机械臂半实物仿真装置，其特征在于：所述关节姿态模拟部件由安装在隔振台（1）上侧的座体（2）、安装在座体（2）上侧的模拟机械臂在服役工况下关节（22）的姿态变化规律的中空转台（3）和安装在中空转台（3）后侧的转台电机（4）组成；所述中空转台（3）的台面上安装转台连接板（16），在转台连接板（16）的上侧设置安装板（15）。3.根据权利要求2所述的一种面向重力和微重力环境的机械臂半实物仿真装置，其特征在于：所述负载扭矩模拟部件由依次安装在安装板（15）上的负载电机（5）、减速器（6）、支座（7）、垫块（8）和布置在垫块（8）上侧的扭矩转速传感器（9）以及分别安装在扭矩转速传感器（9）与垫块（8）前后两侧的传感器安装板（10）组成；所述减速器（6）的输出轴与扭矩转速传感器（9）的输入轴通过i型联轴器（17）键联接在一起；在安装板（15）的右上侧设置关节安装座（21），所述关节（22）安装在关节安装座（21）的右侧；所述关节（22）的输出轴端面上安装连接轴（20），在连接轴（20）的中间轴段通过轴承安装加载块（11），在连接轴（20）的前端轴段的螺纹位置安装螺母（19），连接轴（20）的前端轴与扭矩转速传感器（9）的输出轴通过ii型联轴器（18）键联接在一起。4.根据权利要求1所述的一种面向重力和微重力环境的机械臂半实物仿真装置，其特征在于：所述径向力加载模拟部件包括按不同方位布置在安装板（15）上板面的相互垂直的两组压力加载组件（12）；所述压力加载组件（12）在平行于所述安装板（15）上板面和垂直于所述安装板（15）上板面的两个方位各布置一套，且两套压力加载组件（12）通过浮动接头（12
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7）与所述加载块（11）相连，平行于所述安装板（15）上板面的压力加载组件（12）通过组件连接板（13）安装在安装板（15）的上侧，垂直于所述安装板（15）上板面的压力加载组件（12）通过所述组件连接座（14）安装在安装板（15）的下侧。5.根据权利要求4所述的一种面向重力和微重力环境的机械臂半实物仿真装置，其特征在于：所述压力加载组件（12）包括伺服电动缸（12
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1）、电缸安装板（12
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2）、电动缸接头（12
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3）、弹簧安装块（12
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4）、压力传感器安装块（12
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5）、压力传感器（12
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6）、浮动接头（12
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7）、组件安装板（12
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8）、接头压块（12
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9）、滑块（12
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10）、导轨（12
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11）、弹簧（12
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12）、导杆（12
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13）、和导套（12
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14）；所述电缸安装板（12
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2）安装在组件安装板（12
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8）左上侧，所述伺服电动缸（12
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1）安装在电缸安装板（12
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2）左侧，所述电动缸接头（12
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3）的一端安装在所述伺服电动缸（12
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1）的推杆前端，所述电动缸接头（12
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3）的另一端通过所述接头压块（12
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9）与所述弹簧安装块（12
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4）相连在一起，所述滑块（12
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10）通过所述导轨（12
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11）安装在所述组件安装板（12
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8）上侧，所述弹簧安装块（12
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4）安装在所述滑块（12
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10）上侧，所述导套（12
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14）在所述压力传感器安装块（12
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5）两侧通孔处各布置一个，并采用顶丝进行固定。6.根据权利要求5所述的一种面向重力和微重力环境的机械臂半实物仿真装置，其特征在于：所述导杆（12
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13）在所述弹簧安装块（12
‑
4）与所述压力传感器安装块（12
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5）对应的左、右两个沉孔位置各布置一个，所述导杆（12
‑
13）的一端安装在弹簧安装块（12
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4）的沉
孔中，所述导杆（12
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13）的另一端安装在所述导套（12
‑
14）中，且在该端部安装有垫片和螺钉，所述弹簧（12
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12）穿入所述导杆（12
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13），并置于所述弹簧安装块（12
‑
4）与所述压力传感器安装块（12
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5）对应的沉孔中，所述压力传感器（12
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6）的一端安装在压力传感器安装块（12
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5）右侧，所述压力传感器（12
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6）的另一端与所述浮动接头（12
‑
7）相连。

技术总结
本发明公开了一种面向重力和微重力环境的机械臂半实物仿真装置，属于半实物仿真技术领域，包括设置在底部的隔振台、关节姿态模拟部件、负载扭矩模拟部件、径向力加载模拟部件和设置在负载扭矩模拟部件另一端的关节；该装置利用关节姿态模拟部件模拟机械臂在服役工况下关节的姿态变化规律，利用径向力加载模拟部件模拟关节受到的径向力变化规律，利用负载扭矩模拟部件模拟关节受到的负载扭矩变化规律。本发明将难以建立准确数学模型的关节作为实物对象，通过对其进行服役环境下所受载荷模拟加载，可用于关节传动系统测试、关节模型辨识、机械臂动力学精细化建模、不同环境机械臂动力学差异性分析等方面，对实现机械臂精准动力学控制具有重要意义。力学控制具有重要意义。力学控制具有重要意义。


技术研发人员：刘福才 徐继龙 郭亚圣
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：2021.10.18
技术公布日：2021/12/3