[实用新型]一种单侧索驱轮系钢索传动特性研究装置

说明书

本实用新型涉及一种单侧索驱轮系钢索传动特性研究装置，其特征在于，包括工作台、第一绳轮组件、第二绳轮组件、第一导向轮组件、第二导向轮组件、配重块、第一钢索、第二钢索、步进电机、减速器、步进电机驱动器、力矩仪组件、张力仪、角度传感器组件、A/D转换器、单片机控制装置。本实用新型通过两角度传感器实时采集第一钢索在不同预紧载荷及负载作用下形变对应的第一与第二绳轮组件上转角值，分别研究静态载荷作用下的第一钢索弹性形变、蠕变及动态载荷作用下的传动误差变化规律，以便在装配中根据第一钢索张力变化规律分别对其弹性形变及蠕变引起的误差进行有效补偿，提高装配效率。

技术领域

本实用新型涉及一种单侧索驱轮系钢索传动特性研究装置。

背景技术

钢索因其具有柔性、抗拉强度高、抗震性好、组成系统结构紧凑等优点已被广泛应用于舰船、矿业、机器人、军工、航天及民用等领域进行运动的控制。对用于一般民用场合的钢索，对其传动精度要求并不是很高，只要满足应用功能即可，然而对于航天、军工及机器人等高精密控制领域，则要求相对较高。根据钢索连接方式及其传动特点，索驱轮系主要分为单侧和双侧两种传动类型。相对于双侧索驱轮系来讲，因单侧索驱轮系以钢索单侧连接并由前轮牵引后轮方式进行传动，其回转误差不为零，从而导致两绳轮转速不同步而产生传动误差。因此，为提高单侧索驱轮系传动精度，对其装配质量则提出了较高要求。

空间机构对接锁是串联单侧索驱轮系传动的一种驱动装置。在该装置中，两组绳轮分别通过钢索以单侧串接方式组成了一个闭环传动结构，其中，每一组绳轮中，只有一个为主动轮，而其它被动牵引。锁系对接同步性是涉及航天器交会对接的一项关键技术，受空间环境条件制约，其主要是通过锁系的装配使串联绳轮转角相对于其基准角偏差的最大值满足同步性指标要求来保证。然而，在装配过程中，受预紧力作用下钢索弹性形变、蠕变、运动形变及复杂索驱工况条件等因素影响，锁系运动同步性精度不易保证。由于在这方面缺少深入系统的研究，而没形成一个有效性指导文件，致使锁系装配主要靠经验，凭手工操作来保证，从而影响了装配效率、提高了装配成本。本研究装置就是针对这种现状开发一种针对单侧索驱轮系钢索传动特性研究的精密装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种单侧索驱轮系钢索传动特性研究装置，进行静态张力作用下索驱轮系弹性形变及蠕变规律研究，也可进行动态张力作用下其传动误差规律研究。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种单侧索驱轮系钢索传动特性研究装置，包括工作台、第一绳轮组件、第二绳轮组件、第一导向轮组件、第二导向轮组件、配重块、第一钢索、第二钢索、步进电机、减速器、步进电机驱动器、力矩仪组件、张力仪、角度传感器组件、A/D转换器、单片机控制装置；

工作台上设有用于穿绕第一钢索的第一绳轮组件、第一导向轮组件、第二导向轮组件、第二绳轮组件，第二绳轮组件通过第二钢索连接工作台下方的配重块，第一绳轮组件通过力矩仪组件连接减速器，减速器与步进电机连接，步进电机连接步进电机驱动器，第一绳轮组件和第二绳轮组件的轮轴上分别设有角度传感器组件，张力仪设置在第一钢索上，力矩仪组件、张力仪、角度传感器组件通过A/D转换器与单片机控制装置电连，步进电机驱动器与单片机控制装置电连；

第一绳轮组件与第二绳轮组件的结构相同，包括绳轮支撑座、绳轮、连接法兰、绳轮轮轴，绳轮与连接法兰固定连接后安装在绳轮轮轴上，绳轮上设有开口，开口对侧的绳轮外周设有多道绳槽，绳槽的长度不大于绳轮圆周的2/3，在开口与绳槽之间的轮壁内设有穿绳孔，第一钢索和第二钢索的两端固定连接螺杆接头，第一钢索两端穿过绳轮的穿绳孔安装锁紧螺母分别与第一、二绳轮组件固定连接，第二钢索一端穿过绳轮的穿绳孔安装锁紧螺母与第二绳轮组件固定连接，另一端与配重块固定连接；