航天服上肢性能测试设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种航天服上肢性能测试设备，肘关节组件安装在设备支架上，航天服肘部卡箍锁紧于肘关节组件上；肩部法兰快速夹紧装置与腕部连接组件分别位于该肘关节组件的两侧，在肩部法兰快速夹紧装置和腕部连接组件下方的设备支架内均设有所述关节驱动组件，每个关节驱动组均可相对移动地安装在设备支架上，两侧的关节驱动组件的输出端分别与肩部法兰快速夹紧装置和腕部连接组件相连，分别带动肩部法兰快速夹紧装置和腕部连接组件进行摆动；肩部法兰快速夹紧装置上夹紧有航天服肩部法兰，该腕部连接组件上设有固定航天服腕部接口的腕部工装。本实用新型专利技术结构新颖，控制灵活，操作简便，适用于不同尺寸航天服上肢性能测试。

Spacesuit upper limb performance test equipment

The utility model relates to a performance testing equipment for upper limbs of space suits. The elbow joint assembly is mounted on the support of the equipment, and the elbow clamp of the space suit is fastened on the elbow joint assembly; the shoulder flange quick clamping device and the wrist connecting component are respectively located at the two sides of the elbow joint assembly, and are connected with the shoulder flange quick clamping device and the wrist part. The joint driving assembly is arranged in the device bracket below the assembly, and each joint driving group can be mounted on the device bracket relatively movably. The output terminals of the joint driving assembly on both sides are connected with the shoulder flange quick clamping device and the wrist connecting assembly respectively, which drive the shoulder flange quick clamping device and the wrist connecting device respectively. The shoulder flange quick clamping device is clamped with the shoulder flange of the spacesuit, and the wrist connecting assembly is provided with a wrist tooling for fixing the wrist interface of the spacesuit. The utility model has the advantages of novel structure, flexible control and simple operation, and is suitable for upper limb performance test of spacesuits of different sizes.

【技术实现步骤摘要】
航天服上肢性能测试设备
本技术涉及航天服性能测试设备，具体地说是一种航天服上肢性能测试设备。
技术介绍
航天服是航天员进行星表与太空作业的重要生命支撑保障系统。与地面作业不同，星表作业及太空作业要求航天服各关节系统都具备较好的运动性和灵活性，以便完成星表行走、探测、维修、搬运等任务。因此，航天服寿命、活动阻力矩等性能测试直接影响着航天员在轨作业的安全性，以及整个航天任务的成败。现有的航天服上肢性能测试设备一般为气动驱动方式，且肩部法兰大多通过两侧夹紧件以及沿圆周均布的螺钉、螺母实现肩部法兰的固定。这种加紧方式具有操作繁琐，并且在需要经常多次拆卸的场合效率较低，且加载过程中的同步性较差等缺陷。
技术实现思路
针对现有航天服上肢性能测试存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种航天服上肢性能测试设备，可适用于不同尺寸航天服上肢性能测试。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本技术包括肩部法兰快速夹紧装置、关节驱动组件、肘关节组件、腕部连接组件及设备支架，其中肘关节组件安装在设备支架上，航天服肘部卡箍锁紧于该肘关节组件上；所述肩部法兰快速夹紧装置与腕部连接组件分别位于该肘关节组件的两侧，在肩部法兰快速夹紧装置和腕部连接组件下方的设备支架内均设有所述关节驱动组件，每个所述关节驱动组件均可相对移动地安装在设备支架上，两侧的关节驱动组件的输出端分别与肩部法兰快速夹紧装置和腕部连接组件相连，分别带动所述肩部法兰快速夹紧装置和腕部连接组件进行摆动；所述肩部法兰快速夹紧装置上夹紧有航天服肩部法兰，该腕部连接组件上设有固定航天服腕部接口的腕部工装；其中：所述肩部法兰快速夹紧装置包括肩关节支架、压紧端环、压紧法兰、拉杆、顶板、连杆、同步滑环、顶杆、铜套法兰及中心压紧件，该压紧法兰与顶板分别安装于肩关节支架的两侧，所述顶杆的一端与该顶板转动连接，另一端与所述中心压紧件螺纹连接，该中心压紧件上套设有滑环铜套，所述同步滑环可相对移动地套在该滑环铜套外部，所述滑环铜套的外端部设有铜套法兰，在所述同步滑环与铜套法兰之间设有套在滑环铜套上的弹簧，所述弹簧的两端分别抵接于同步滑环和铜套法兰；所述拉杆为多个，沿航天服肩部法兰的圆周方向均布，每个所述拉杆的一端分别铰接于中心压紧件上，另一端为压紧端，航天服肩部法兰位于所述压紧法兰与各拉杆压紧端之间；各所述拉杆的压紧端与航天服肩部法兰之间设有压紧端环，所述航天服肩部法兰的两侧分别与该压紧端环和压紧法兰配合抵接；每个所述拉杆与同步滑环之间均连接有连杆，该连杆的两端分别与拉杆和同步滑环铰接；通过所述同步滑环的往复滑动带动各所述拉杆同步压紧或松开航天服肩部法兰；所述弹簧初始状态为压缩状态，通过该弹簧作用于所述同步滑环，使各所述拉杆在自由状态产生向内收缩的预紧力；所述顶杆的一端设有凸台法兰，该凸台法兰通过顶杆端盖安装在所述顶板上，且凸台法兰在顶杆端盖内部可相对所述顶板转动；所述顶杆的另一端开设有便于扳手旋拧的沉孔；所述顶杆的外表面制有梯形外螺纹，所述中心压紧件上开设有中心孔，该中心孔内壁制有与所述梯形外螺纹配合连接的梯形内螺纹；所述顶板的一侧设有盖板，该盖板通过导向轴与顶板相连，导向轴由中心压紧件的边缘穿过，导向轴与中心压紧件的边缘之间加设有石墨铜套；所述中心压紧件的一侧位于顶板与盖板之间，另一侧为凸台，所述滑环铜套套在该凸台上，且所述铜套法兰与所述凸台的端部相连；所述盖板上开设有供滑环铜套穿过的孔；所述关节驱动组件包括防尘罩、动力源、关节支撑、轴承支撑件、转接法兰、扭矩传感器、锁紧压板、关节输出轴及关节输出连杆，该防尘罩、关节支撑及轴承支撑件依次相连，所述轴承支撑件相对的两侧均通过锁紧螺钉连接有锁紧压板，该轴承支撑件可相对移动地放置在所述设备支架上，并在位置确定好通过所述锁紧压板及锁紧螺钉与设备支架连接；所述动力源安装在防尘罩内，输出端通过所述转接法兰与扭矩传感器的底部相连，该转接法兰与所述轴承支撑件转动连接，所述扭矩传感器的顶部与关节输出轴相连，所述关节输出连杆的一端与该关节输出轴连接，另一端与所述肩部法兰快速夹紧装置或腕部连接组件相连，该关节输出连杆通过动力源驱动、带动所述肩部法兰快速夹紧装置或腕部连接组件摆动；所述轴承支撑件内壁上安装有光电开关，所述扭矩传感器上设有与光电开关相对应的光电开关感应销钉；所述关节输出轴上设有限位螺钉，所述轴承支撑件上开设有条形孔，该限位螺钉插入所述条形孔中，在所述动力源驱动关节输出轴摆动的过程中通过限位螺钉进行限位；所述动力源包括编码器、驱动电机、行星齿轮减速器及谐波减速器，该驱动电机首尾两端分别与行星齿轮减速器、编码器连接，所述行星齿轮减速器的法兰面通过沿圆周方向均布的电机固定螺钉与电机安装支架固连在一起，该电机安装支架安装于所述防尘罩内；所述转接法兰分为相互连接的上部转接法兰及下部转接法兰，该上部转接法兰及下部转接法兰分别通过上部轴承及下部轴承与轴承支撑件转动连接；所述行星齿轮减速器的输出轴通过过渡轴与谐波减速器输入端固定在一起，该谐波减速器输出端通过下部转接法兰、上部转接法兰与扭矩传感器固；所述肘关节组件包括下部卡箍、上部卡箍、底部支座及卡箍锁紧螺钉，该下部卡箍的一侧与上部卡箍的一侧铰接，且下部卡箍及上部卡箍的内侧均设有与航天服肘部卡箍配合的凹槽，所述下部卡箍的另一侧与上部卡箍的另一侧均为自由端、通过卡箍锁紧螺钉连接，并将所述航天服肘部卡箍锁紧于下部卡箍与上部卡箍的凹槽内；所述下部卡箍通过底部支座安装在安装板上；所述设备支架的底部安装有多个便于移动的脚轮，顶部沿长度方向固定有安装板；在所述设备支架的一侧安装有电控柜，所述关节驱动组件与该电控柜内的控制系统相连。本技术的优点与积极效果为：1.本技术采用电机作为驱动源，并且采用光电开关作为零位开关，测试过程中位置控制精度较高。2.本技术肩部快速夹紧装置设有同步滑环及弹簧，通过连杆可保证六个拉爪在夹紧及释放的过程中具有较高的同步性，且在放松状态拉杆具有向内的收缩力。3.本技术肩部快速夹紧装置在夹紧、释放过程中只需通过扳手将顶杆拧紧和放松即可实现被加紧件的夹紧和放松，操作简便，效率较高。4.本技术顶杆和中心压紧件之间通过梯形螺纹配合实现夹紧过程，由于梯形螺纹具有自锁的功能，夹紧之后不易松动，可靠性较高。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术肩部法兰快速夹紧装置夹紧状态的结构示意图；图3为本技术肩部法兰快速夹紧装置松开状态的结构示意图；图4为本技术肩部法兰快速夹紧装置的结构剖面图；图5为本技术关节驱动组件的外部结构示意图；图6为本技术关节驱动组件的内部结构剖面图；图7为本技术肘关节组件的立体结构示意图；其中：1为肩部快速夹紧装置，101为支架固定螺钉，102为肩关节支架，103为顶杆端盖固定螺钉，104为顶杆端盖，105为压紧端环，106为航天服肩部法兰，107为压紧法兰，108为拉杆，109为顶板，110为连杆拉杆固定螺钉，111为拉杆固定螺钉，112为连杆，113为连杆滑环固定螺钉，114为同步滑环，115为铜套法兰固定螺钉，116为顶杆，117为盖板固定螺钉，118为盖板，119为铜套法兰，120为导向轴，121为石墨铜套，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航天服上肢性能测试设备，其特征在于：包括肩部法兰快速夹紧装置(1)、关节驱动组件(2)、肘关节组件(3)、腕部连接组件(4)及设备支架(5)，其中肘关节组件(3)安装在设备支架(5)上，航天服肘部卡箍(304)锁紧于该肘关节组件(3)上；所述肩部法兰快速夹紧装置(1)与腕部连接组件(4)分别位于该肘关节组件(3)的两侧，在肩部法兰快速夹紧装置(1)和腕部连接组件(4)下方的设备支架(5)内均设有所述关节驱动组件(2)，每个所述关节驱动组件(2)均可相对移动地安装在设备支架(5)上，两侧的关节驱动组件(2)的输出端分别与肩部法兰快速夹紧装置(1)和腕部连接组件(4)相连，分别带动所述肩部法兰快速夹紧装置(1)和腕部连接组件(4)进行摆动；所述肩部法兰快速夹紧装置(1)上夹紧有航天服肩部法兰(106)，该腕部连接组件(4)上设有固定航天服腕部接口的腕部工装(401)。

【技术特征摘要】
1.一种航天服上肢性能测试设备，其特征在于：包括肩部法兰快速夹紧装置(1)、关节驱动组件(2)、肘关节组件(3)、腕部连接组件(4)及设备支架(5)，其中肘关节组件(3)安装在设备支架(5)上，航天服肘部卡箍(304)锁紧于该肘关节组件(3)上；所述肩部法兰快速夹紧装置(1)与腕部连接组件(4)分别位于该肘关节组件(3)的两侧，在肩部法兰快速夹紧装置(1)和腕部连接组件(4)下方的设备支架(5)内均设有所述关节驱动组件(2)，每个所述关节驱动组件(2)均可相对移动地安装在设备支架(5)上，两侧的关节驱动组件(2)的输出端分别与肩部法兰快速夹紧装置(1)和腕部连接组件(4)相连，分别带动所述肩部法兰快速夹紧装置(1)和腕部连接组件(4)进行摆动；所述肩部法兰快速夹紧装置(1)上夹紧有航天服肩部法兰(106)，该腕部连接组件(4)上设有固定航天服腕部接口的腕部工装(401)。2.根据权利要求1所述的航天服上肢性能测试设备，其特征在于：所述肩部法兰快速夹紧装置(1)包括肩关节支架(102)、压紧端环(105)、压紧法兰(107)、拉杆(108)、顶板(109)、连杆(112)、同步滑环(114)、顶杆(116)、铜套法兰(119)及中心压紧件(122)，该压紧法兰(107)与顶板(109)分别安装于肩关节支架(102)的两侧，所述顶杆(116)的一端与该顶板(109)转动连接，另一端与所述中心压紧件(122)螺纹连接，该中心压紧件(122)上套设有滑环铜套(125)，所述同步滑环(114)可相对移动地套在该滑环铜套(125)外部，所述滑环铜套(125)的外端部设有铜套法兰(119)，在所述同步滑环(114)与铜套法兰(119)之间设有套在滑环铜套(125)上的弹簧(123)，所述弹簧(123)的两端分别抵接于同步滑环(114)和铜套法兰(119)；所述拉杆(108)为多个，沿航天服肩部法兰(106)的圆周方向均布，每个所述拉杆(108)的一端分别铰接于中心压紧件(122)上，另一端为压紧端，航天服肩部法兰(106)位于所述压紧法兰(107)与各拉杆(108)压紧端之间；各所述拉杆(108)的压紧端与航天服肩部法兰(106)之间设有压紧端环(105)，所述航天服肩部法兰(106)的两侧分别与该压紧端环(105)和压紧法兰(107)配合抵接；每个所述拉杆(108)与同步滑环(114)之间均连接有连杆(112)，该连杆(112)的两端分别与拉杆(108)和同步滑环(114)铰接；通过所述同步滑环(114)的往复滑动带动各所述拉杆(108)同步压紧或松开航天服肩部法兰(106)；所述弹簧(123)初始状态为压缩状态，通过该弹簧(123)作用于所述同步滑环(114)，使各所述拉杆(108)在自由状态产生向内收缩的预紧力。3.根据权利要求2所述的航天服上肢性能测试设备，其特征在于：所述顶杆(116)的一端设有凸台法兰(127)，该凸台法兰(127)通过顶杆端盖(104)安装在所述顶板(109)上，且凸台法兰(127)在顶杆端盖(104)内部可相对所述顶板(109)转动；所述顶杆(116)的另一端开设有便于扳手旋拧的沉孔。4.根据权利要求2所述的航天服上肢性能测试设备，其特征在于：所述顶杆(116)的外表面制有梯形外螺纹，所述中心压紧件(122)上开设有中心孔，该中心孔内壁制有与所述梯形外螺纹配合连接的梯形内螺纹。5.根据权利要求2所述的航天服上肢性能测试设备，其特征在于：所述顶板(109)的一侧设有盖板(118)，该盖板(118)通过导向轴(120)与顶板(109)相连，导向轴(120)由中心压紧件(122)的边缘穿过，导向轴(120)与中心压紧件(122)的边缘之间加设有石墨铜套(121)；所述中心压紧件(122)的一侧位于顶板(109)与盖板(118)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金国，李正，迟浩东，刘晓源，陈科利，佟操，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁,21