[發(fā)明專利]一種測(cè)爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人關(guān)節(jié)內(nèi)力的測(cè)試系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910082200.5
• 申請(qǐng)日: 2009-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101539468A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王巍;李大寨;王坤;宗光華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L5/00
• 分類號(hào): G01L5/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所
• 代理人: 周長(zhǎng)琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測(cè)量力的測(cè)試系統(tǒng)，更特別地說(shuō)，是指一種測(cè)爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人關(guān)節(jié)內(nèi)力的測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)是依靠吸盤(pán)與工作面(如壁面、玻璃面、地板等)形成固定約束，各個(gè)吸附關(guān)節(jié)采用縱波的方式向前蠕動(dòng)。

當(dāng)爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人的首部吸附關(guān)節(jié)與尾部吸附關(guān)節(jié)上的各吸盤(pán)與工作面吸附時(shí)，所有中間關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為閉式鏈運(yùn)動(dòng)，該閉式鏈運(yùn)動(dòng)的作用是完成波形的傳遞、控制波形的幅度和形式。爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人在閉式鏈運(yùn)動(dòng)階段總是處于冗余驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，由于固定約束和控制誤差的影響，在爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生內(nèi)力，其大小取決于各個(gè)吸附關(guān)節(jié)上的舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)力。這種由于冗余驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的內(nèi)力將直接作用在吸盤(pán)上，過(guò)大的內(nèi)力將造成吸盤(pán)大幅度變形甚至失效，從而降低了爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人的安全性。

發(fā)明內(nèi)容

為了測(cè)試爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人在工作時(shí)，首部吸附關(guān)節(jié)、中間吸附關(guān)節(jié)和尾部吸附關(guān)節(jié)產(chǎn)生的內(nèi)力合力對(duì)爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)步態(tài)的影響，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種測(cè)爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人關(guān)節(jié)內(nèi)力的測(cè)試系統(tǒng)。當(dāng)爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人在關(guān)節(jié)內(nèi)力測(cè)試平臺(tái)上運(yùn)行時(shí)，通過(guò)壓力傳感器來(lái)采集關(guān)節(jié)內(nèi)力信息A_in，采集卡轉(zhuǎn)換處理后輸出數(shù)字關(guān)節(jié)內(nèi)力信息D_in，最后由關(guān)節(jié)內(nèi)力測(cè)試模塊對(duì)數(shù)字關(guān)節(jié)內(nèi)力信息D_in進(jìn)行處理得到關(guān)節(jié)內(nèi)力合力信息F_out。為了測(cè)量該關(guān)節(jié)內(nèi)力合力信息F_out而設(shè)計(jì)的關(guān)節(jié)內(nèi)力測(cè)試平臺(tái)，該平臺(tái)通過(guò)動(dòng)靜兩個(gè)工作臺(tái)與彈簧的配合使用，消除了機(jī)械摩擦對(duì)壓力傳感器測(cè)量值的影響，使得測(cè)量得到的關(guān)節(jié)內(nèi)力信息A_in能更加真實(shí)地表達(dá)爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人中各個(gè)吸附關(guān)節(jié)的內(nèi)力合力。

本發(fā)明的一種測(cè)爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人關(guān)節(jié)內(nèi)力的測(cè)試系統(tǒng)，該測(cè)試系統(tǒng)由關(guān)節(jié)內(nèi)力測(cè)試平臺(tái)、采集卡和關(guān)節(jié)內(nèi)力測(cè)試模塊組成；

該采集卡將接收到的關(guān)節(jié)內(nèi)力信息A_in經(jīng)預(yù)處理后輸出數(shù)字關(guān)節(jié)內(nèi)力信息D_in給關(guān)節(jié)內(nèi)力測(cè)試模塊；

該關(guān)節(jié)內(nèi)力測(cè)試模塊包括有硬件和軟件兩部分；硬件部分是指一安裝有Windows2000/2003/XP操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，軟件部分是指依據(jù)Labview?8.0的圖形化編程語(yǔ)言進(jìn)行編程具有獲得關(guān)節(jié)內(nèi)力數(shù)字信息處理能力的程序，該程序存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)機(jī)的存儲(chǔ)器中；

該關(guān)節(jié)內(nèi)力測(cè)試平臺(tái)由動(dòng)工作臺(tái)、靜工作臺(tái)、鋁型材、傳感器基座和壓力傳感器組成；

動(dòng)工作臺(tái)包括有預(yù)緊力調(diào)節(jié)組件、B調(diào)節(jié)座、C調(diào)節(jié)座、A玻璃板、導(dǎo)軌座、導(dǎo)軌和滑塊；該預(yù)緊力調(diào)節(jié)組件由A調(diào)節(jié)座、螺栓、螺母和彈簧組成；

A調(diào)節(jié)座、B調(diào)節(jié)座和C調(diào)節(jié)座的外形為“L”形；

A玻璃板的兩端安裝在B調(diào)節(jié)座、C調(diào)節(jié)座上，A玻璃板的底部安裝有滑塊，A玻璃板的上部吸附有A吸盤(pán)；

滑塊的底部設(shè)有卡槽，該卡槽與導(dǎo)軌配合，使滑塊在導(dǎo)軌上滑動(dòng)；

導(dǎo)軌座的中心部位設(shè)有凹槽，該凹槽內(nèi)安裝有導(dǎo)軌；

A調(diào)節(jié)座為一體成型件；A調(diào)節(jié)座的側(cè)面板上設(shè)有B螺紋孔，該B螺紋孔用于螺紋連接螺栓的螺紋段，實(shí)現(xiàn)螺栓安裝在A調(diào)節(jié)座上；A調(diào)節(jié)座的安裝面板上設(shè)有A安裝孔、B安裝孔，A安裝孔與B安裝孔保持平行，通過(guò)在該兩個(gè)安裝孔放置螺釘，則可實(shí)現(xiàn)將A調(diào)節(jié)座安裝在鋁型材的工作面板上的A螺紋孔內(nèi)；

螺栓為一體成型件；螺栓上設(shè)有螺紋段、光桿段，光桿段的外徑小于螺紋段；

彈簧套在螺栓上，且位于螺母與B調(diào)節(jié)座之間；

靜工作臺(tái)由B玻璃板和凹形座組成；B玻璃板的兩端安裝在A凸臺(tái)、B凸臺(tái)上；

凹形座上設(shè)有A凸臺(tái)、B凸臺(tái)，A凸臺(tái)與B凸臺(tái)之間是底面板，底面板上設(shè)有A條形槽、B條形槽，通過(guò)分別在A條形槽、B條形槽中放置螺釘實(shí)現(xiàn)將凹形座安裝在鋁型材上；

B玻璃板上吸附有B吸盤(pán)；

在本發(fā)明中，動(dòng)工作臺(tái)與靜工作臺(tái)之間的間距，是通過(guò)靜工作臺(tái)在鋁型材上的裝配位置來(lái)決定的；動(dòng)工作臺(tái)與靜工作臺(tái)之間的間距也是爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人的首部吸附關(guān)節(jié)與尾部吸附關(guān)節(jié)的間距；

鋁型材的工作面板上設(shè)有多個(gè)A螺紋孔；

傳感器基座的背板面上設(shè)有光孔和凹槽，凹槽內(nèi)安裝有壓力傳感器；通過(guò)螺釘穿過(guò)該光孔螺紋連接在鋁型材的側(cè)面板上的螺紋孔中，從而實(shí)現(xiàn)將傳感器基座與鋁型材的固定連接；

壓力傳感器與C調(diào)節(jié)座接觸。

本發(fā)明的一種測(cè)爬壁蠕蟲(chóng)式機(jī)器人關(guān)節(jié)內(nèi)力的測(cè)試系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)在于：