[發(fā)明專利]一種并聯(lián)式六自由度步態(tài)模擬的實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210020301.1
• 申請日: 2012-01-29
• 公開（公告）號: CN102622936A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王尚城;王冬梅;施光林
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G09B23/28
• 分類號: G09B23/28
• 代理公司: 上?？剖⒅R產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

1.一種并聯(lián)式六自由度步態(tài)模擬的實驗裝置，其特征在于，該裝置包括框架機(jī)構(gòu)、六桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)及串聯(lián)加載機(jī)構(gòu)，所述的框架機(jī)構(gòu)固定在地面，最上方安裝有肌腱驅(qū)動設(shè)備，下部安有可調(diào)高度的測力板，所述的六桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)通過定平臺固定懸掛在框架機(jī)構(gòu)內(nèi)，所述的串聯(lián)加載機(jī)構(gòu)的液壓缸的缸體通過頭部法蘭安裝在六桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動平臺上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)式六自由度步態(tài)模擬的實驗裝置，其特征在于，所述的六桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)為Stewart并聯(lián)結(jié)構(gòu)，由一定平臺、六組相同的頂部虎克鉸、六條相同的運動支鏈、六組相同的底部虎克鉸和一動平臺組成的UPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)，所述的動平臺可實現(xiàn)沿X、Y、Z向的平移和繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種并聯(lián)式六自由度步態(tài)模擬的實驗裝置，其特征在于，所述的定平臺上設(shè)有空間朝向的六個安裝座及座上的安裝孔，用于安裝六組頂部虎克鉸鏈的固定U形耳，最小化頂部虎克鉸在并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作零位時的擺角；所述的動平臺上設(shè)有空間朝向的六個安裝座及座上的安裝孔，用于安裝六組底部虎克鉸鏈的固定U形耳，最小化底部虎克鉸在并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作零位時的擺角。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種并聯(lián)式六自由度步態(tài)模擬的實驗裝置，其特征在于，所述的運動支鏈由頂部U形轉(zhuǎn)動連接座、液壓缸、活塞桿及底部U形轉(zhuǎn)動連接座組成，所述的液壓缸為位移傳感器內(nèi)置的伺服液壓缸，所述的頂部U形轉(zhuǎn)動連接座經(jīng)法蘭固定在液壓缸尾部，所述的活塞桿的頭部與底部虎克鉸的轉(zhuǎn)動U形耳螺紋固連。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種并聯(lián)式六自由度步態(tài)模擬的實驗裝置，其特征在于，所述的頂部虎克鉸由頂部固定U形耳、頂部十字軸和頂部轉(zhuǎn)動U形耳構(gòu)成，所述的頂部固定U形耳通過軸孔座連接頂部十字軸的一軸，頂部十字軸的另一軸與頂部轉(zhuǎn)動U形耳的軸孔座連接，頂部固定U形耳與定平臺的安裝座上的孔固定連接，頂部轉(zhuǎn)動U形耳與運動支鏈的液壓缸尾部的法蘭連接；所述的底部虎克由底部固定U形耳、底部十字軸和底部轉(zhuǎn)動U形耳構(gòu)成，所述的底部固定U形耳通過軸孔座連接底部十字軸的一軸，底部十字軸的另一軸與底部轉(zhuǎn)動U形耳的軸孔座連接，底部固定U形耳與動平臺安裝座上的孔固定連接，底部轉(zhuǎn)動U形耳與運動支鏈的液壓缸的活塞頭部螺紋連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)式六自由度步態(tài)模擬的實驗裝置，其特征在于，所述的串聯(lián)加載裝置由加載液壓缸、2個滑槽固定角件、2個固定滑槽、2個導(dǎo)軌、1個導(dǎo)軌固定軸、1個力位移傳感器、1個脛骨連接桿、1個多孔盤和數(shù)條肌腱力驅(qū)動線纜組成，所述的加載液壓缸通過頭部法蘭固定在動平臺上，加載液壓缸的活塞推桿螺紋連接導(dǎo)軌固定軸一端，提供加載脛骨所需軸向位移和力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種并聯(lián)式六自由度步態(tài)模擬的實驗裝置，其特征在于，所述的滑槽固定角件的一端固定在動平臺上，另一端固定滑槽，2個滑槽固定角件為相對布置，所述的導(dǎo)軌一面通過內(nèi)六角螺釘固定在導(dǎo)軌固定軸上，另一面在滑槽內(nèi)滑動。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種并聯(lián)式六自由度步態(tài)模擬的實驗裝置，其特征在于，所述的脛骨連接桿的下端連接腳的脛骨，上端連接力位移傳感器，中下部通過鍵槽固定多孔盤，所述的力位移傳感器檢測導(dǎo)軌固定軸傳遞的加載力，所述的加載肌腱力的線纜通過孔來分隔開。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)式六自由度步態(tài)模擬的實驗裝置，其特征在于，所述的可調(diào)高度的測力板依靠調(diào)節(jié)4個支撐測力板安裝架的下螺母在各自絲杠上的停留高度進(jìn)行高度調(diào)節(jié)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)式六自由度步態(tài)模擬的實驗裝置，其特征在于，所述的肌腱驅(qū)動設(shè)備經(jīng)電機(jī)輸出經(jīng)齒輪減速組后帶動鏈輪來拉動鏈條末端夾緊肌腱。