[实用新型]一种用于舱外航天服的关节运动寿命测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及舱外航天服的寿命实验装置，具体涉及一种用于舱外航天服的关节运动寿命测试装置。

背景技术

舱外航天服是航天员舱外活动中的最重要生命保护装备。在航天服的使用周期中，航天服上肢包括肩关节与肘关节两个重要部位，都是用多层织物采用叠褶或平褶波纹结构使其可以弯曲，同时，在肘关节附近设置了轴承提供一定角度旋转的自由度。在保证自由度的同时还要通过织物实现密封。因此手臂部分的活动往往使上肢多次弯曲致使材料疲劳最终造成漏气而失效。所以在航天服研制中，对上述关键部位的部件进行寿命试验是非常必要的。

由于航天服上肢的活动寿命都在数十万次以上，所以人工试验的方法获取航天服寿命数据显然是不可取的。如何能够更快速、准确地获得对舱外航天服的关节运动部位的寿命试验结果，目前主要有以下几种方式：

文献“航天服柔性单关节测试系统的研究”，机械制造，2008(3)，设计了航天服柔性单关节测试系统，系统采用外置式直接测量方法，具有两个移动和一个转动自由度。两个移动自由度由导轨-滑块机构来实现，转动自由度处安装有光电码盘测量关节的转动角度，末端安装有力矩传感器测量关节阻尼力矩。该装置采用导轨-滑块机构驱动航天服上肢单关节驱动，用于柔性关节阻尼力矩的检测。这种装置也能驱动航天服的一个关节运动，但是速度缓慢，结构复杂，其本身的寿命低于航天服的运动寿命，显然不能用于航天服运动寿命的检测试验。

发明专利(CN102303315B)公开了一种气动驱动二自由度柔性机械臂装置和控制方法，该装置包括柔性机械臂本体、气动驱动部分和控制部分。柔性机械臂本体一端为自由端，另一端为固定端，固定端通过摆动法兰盘机械连接装置安装在摆动气缸的摆动法兰盘上。摆动气缸的转动角度由光电编码器检测，无杆移动气缸的位移由线性光栅尺检测。在柔性机械臂固定端粘贴有多片压电陶瓷片分别作为压电片传感器和压电驱动器，自由端安装一只加速度传感器。压电传感器或加速度传感器可检测柔性机械臂的振动。但是该装置涉及直线运动与平面移动，不能直接应用于舱外航天服上肢肩关节和肘关节运动寿命测试。

因此，目前的测试装置普遍存在通用性不强的缺陷，且安全性亟待改善，而且试验过程易对宇航服上肢产生损坏。并且测试难度普遍较大、操作较费事，而且对不同种类不同尺寸的舱外航天服上肢进行测试时，往往需人工进行调整测试，准确性亟待提高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于舱外航天服的关节运动寿命测试装置，旨在实现对舱外航天服上肢的肩关节和肘关节运动寿命的快速试验。

本实用新型采用的技术方案具体为：

一种用于舱外航天服的关节运动寿命测试装置，包括机架、驱动单元和旋转部，所述驱动单元设于所述机架，所述机架上连接有航天服上肢，所述航天服上肢通过法兰单元与所述旋转部连接，所述旋转部与所述驱动单元相连接。

在上述用于舱外航天服的关节运动寿命测试装置中，所述机架包括机架主体、底板和上肢固定架，所述底板固定于所述机架主体，所述驱动单元和所述上肢固定架设于所述底板。

在上述用于舱外航天服的关节运动寿命测试装置中，所述驱动单元为气动驱动机构，所述气动驱动机构通过转动圆盘与所述旋转部相连接。

在上述用于舱外航天服的关节运动寿命测试装置中，所述旋转部包括第一旋转单元和第二旋转单元，所述法兰单元包括第一法兰和第二法兰，所述第一旋转单元、第二旋转单元分别通过所述第一法兰、所述第二法兰与所述航天服上肢的第一关节部和第二关节部相连接，所述第一关节部和所述第二关节部分别置于所述上肢固定架的第一侧和第二侧。

在上述用于舱外航天服的关节运动寿命测试装置中，所述第一旋转单元包括第一连接杆件、第二连接杆件和第一直线轴承组件，所述第一连接杆件的第一端与所述驱动单元相连接，所述第一直线轴承组件包括第一带座直线轴承和第一带法兰直线轴承，所述第一连接杆件的第二端与所述第一带法兰直线轴承相连接，所述第一带法兰直线轴承通过所述第二连接杆件与所述第一带座直线轴承相连接，所述第一带座直线轴承通过第一法兰连接至所述第一关节部。

在上述用于舱外航天服的关节运动寿命测试装置中，所述第一带座直线轴承中贯穿有第一驱动杆，所述第一驱动杆通过所述第一法兰与所述第一关节部相连接,所述第一关节部通过轴承夹紧环与所述上肢固定架相连接。