一种二自由度连接组件及三分力传导机构的制作方法

本技术涉及航空试验，尤其涉及一种二自由度连接组件及三分力传导机构。

背景技术：

1、在深空探测任务中，巡视探测是一种重要的探测形式，作为一种能够在固态星球表面移动，完成探测、采样、运载等任务的航天器，星球车具有扩大星球表面精细探测范围、克服着陆精度影响、降低航天员工作负荷等多种作用，星球车车轮与模拟星壤间相互作用的力学特性分析是进行星球车车轮乃至整车运动性能分析与测试的基础，评估和预测星球车车轮行驶性能，对保障星球车工作及星球探测具有重要意义，利用试验台测定基础数据，评估月球车车轮通过性、牵引性、可靠性是研究月球车车轮的基本手段。

2、公开号为cn111366381a的“一种载人月球车车轮土槽试验台”，其公开了一种通过土槽模拟月球环境，进行载人月球车车轮试验的试验台，其主要测试方式是通过主动行走与被动行走得到车轮的各项试验数据，但是，在实际测试过程中，除了往复行走试验，还可通过圆周运动进行车轮行走试验。

3、例如公开号为cn103217302a的“一种星球车车轮测试装置”，其除了进行直线往复行走测试外，还可通过车轮绕垂直轴转动，使得车轮进行圆周运动试验，并在转动过程中，通过设置的六维力/力矩传感器检测车轮的转向力矩，但是，在该方案中，由于存在附加力矩，圆周行走在不平路面时，附加力矩将产生衍生力，导致车轮旋转法向力与车轮竖直方向受力无法准确反应。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提出了一种二自由度连接组件及三分力传导机构，通过限制三个方向的转动，将车轮竖直方向受力与车轮旋转法向力进行分离，并分别进行检测，从而避免运动过程中附加力矩引起的衍生力的产生。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、一方面，提供了一种二自由度连接组件，包括固定座、连接轴、第一活动件与第二活动件，其中，

4、连接轴设置在固定座上；

5、第一活动件滑动设置在固定座上，其滑动方向垂直于连接轴的轴心；

6、第二活动件滑动设置在第一活动件上，所述第二活动件的滑动方向垂直于第一活动件的滑动方向与连接轴的轴心，所述第二活动件与连接轴固定。

7、在以上技术方案的基础上，优选的，还包括四个导向限位件，其中两个所述导向限位件安装在固定座上，并分别设置在第一活动件滑动方向上的两侧，用于对第一活动件进行导向，另外两个所述导向限位件安装在第一活动件上，并分别设置在第二活动件滑动方向上的两侧，用于对第二活动件进行导向。

8、进一步优选的，所述导向限位件包括钢珠，所述钢珠与第一活动件或第二活动件相抵持。

9、进一步优选的，所述导向限位件上设置有导向槽，所述第一活动件或第二活动件延伸至导向槽内。

10、更进一步优选的，所述导向限位件的导向槽内设置有若干个与第一活动件或第二活动件抵持的钢珠。

11、更进一步优选的，所述导向限位件还包括安装座与u型件，其中，

12、安装座固定在固定座或第一活动件上；

13、u型件与安装座固定；

14、钢珠设置在u型件上；

15、当所述安装座与第一活动件固定时，所述钢珠与第二活动件相抵持。

16、当所述安装座与固定座固定时，所述钢珠与第一活动件相抵持。

17、更进一步优选的，所述u型件上具有三个导向面，所述钢珠的数量为多个，且分别阵列分布在三个导向面上。

18、另一方面，提供了一种三分力传导机构，包括浮动座、三分力传感器、弹性件与上述的二自由度连接组件，其中，

19、浮动座与固定座固定；

20、三分力传感器固定在连接轴的一端上；

21、弹性件的一端设置在三分力传感器上。

22、在以上技术方案的基础上，优选的，还包括滑台，所述滑台固定在三分力传感器上，并与弹性件连接，同时与浮动座相对固定，所述滑台用于将弹性件施加的压力传导至三分力传感器上。

23、在以上技术方案的基础上，优选的，所述弹性件为气缸。

24、本实用新型的二自由度连接组件及三分力传导机构相对于现有技术具有以下有益效果：

25、(1)通过二自由度连接组件可实现车轮试验过程中法向力的独立传导，使得水平面上的组合力与竖直方向上的加载力分开进行检测，避免加载力在圆周运动时产生的衍生力影响试验数据准确性；

26、(2)采用密珠支持结构，通过调整钢珠与导向面的过盈量大小，平衡刚性和摩擦力之间关系，同时，设置的钢珠可有效减小导向限位件与第一活动件或第二活动件的接触面积，从而减小摩擦力产生的影响，进一步提高法向力检测的准确度；

27、(3)二自由度连接组件将车轮水平方向受力传导至三分力传感器后，将竖直方向受力传导至浮动座，浮动座通过滑动，使弹性件形变，最后通过弹性件的形变将竖向力反应至三分力传感器，从而将车轮试验过程中的竖向受力与水平受力分别传导至三分力传感器避免加载力在圆周运动时产生的衍生力影响试验数据准确性；

28、(4)通过设置滑台，配合二自由度连接组件限制连接轴在三个方向的转动，使得三分力传感器仅承受三个方向力的作用，以提高车轮三个方向受力检测的准确度。

技术特征：

1.一种二自由度连接组件，其特征在于：包括固定座(1)、连接轴(2)、第一活动件(3)与第二活动件(4)，其中，

2.如权利要求1所述的二自由度连接组件，其特征在于：还包括四个导向限位件(5)，其中两个所述导向限位件(5)安装在固定座(1)上，并分别设置在第一活动件(3)滑动方向上的两侧，用于对第一活动件(3)进行导向，另外两个所述导向限位件(5)安装在第一活动件(3)上，并分别设置在第二活动件(4)滑动方向上的两侧，用于对第二活动件(4)进行导向。

3.如权利要求2所述的二自由度连接组件，其特征在于：所述导向限位件(5)包括钢珠(51)，所述钢珠(51)与第一活动件(3)或第二活动件(4)相抵持。

4.如权利要求2所述的二自由度连接组件，其特征在于：所述导向限位件(5)上设置有导向槽(501)，所述第一活动件(3)或第二活动件(4)延伸至导向槽(501)内。

5.如权利要求4所述的二自由度连接组件，其特征在于：所述导向限位件(5)的导向槽(501)内设置有若干个与第一活动件(3)或第二活动件(4)抵持的钢珠(51)。

6.如权利要求3所述的二自由度连接组件，其特征在于：所述导向限位件(5)还包括安装座(52)与u型件(53)，其中，

7.如权利要求6所述的二自由度连接组件，其特征在于：所述u型件(53)上具有三个导向面(531)，所述钢珠(51)的数量为多个，且分别阵列分布在三个导向面(531)上。

8.一种三分力传导机构，其特征在于：包括浮动座(6)、三分力传感器(7)、弹性件(8)与权利要求1-7中任一项所述的二自由度连接组件，其中，

9.如权利要求8所述的三分力传导机构，其特征在于：还包括滑台(9)，所述滑台(9)固定在三分力传感器(7)上，并与弹性件(8)连接，同时与浮动座(6)相对固定，所述滑台(9)用于将弹性件(8)施加的压力传导至三分力传感器(7)上。

10.如权利要求8所述的三分力传导机构，其特征在于：所述弹性件(8)为气缸。

技术总结
本技术提出了一种二自由度连接组件及三分力传导机构，包括固定座、连接轴、第一活动件与第二活动件，连接轴设置在固定座上；第一活动件滑动设置在固定座上，其滑动方向垂直于连接轴的轴心；第二活动件滑动设置在第一活动件上，所述第二活动件的滑动方向垂直于第一活动件的滑动方向与连接轴的轴心，所述第二活动件与连接轴固定。该二自由度连接组件及三分力传导机构，通过二自由度连接组件可实现车轮试验过程中法向力的独立传导，使得水平面上的组合力与竖直方向上的加载力分开进行检测，避免加载力在圆周运动时产生的衍生力影响试验数据准确性。

技术研发人员：许冶,陶建国,杨怀广,谭光恒,柏俊松,万建武,高海波,丁亮,刘振
受保护的技术使用者：武汉天拓宇航智能装备有限公司
技术研发日：20230814
技术公布日：2024/2/8