[發(fā)明專利]一種人工肌肉集結(jié)群輸出特性測(cè)試裝置及測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210548219.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN103033382A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 應(yīng)申舜;孫建輝;單曉航;袁巧玲;張利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00;G05B19/05
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人工肌肉集結(jié)群測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種人工肌肉集結(jié)群輸出特性測(cè)試裝置及測(cè)試方法。

背景技術(shù)

形狀記憶合金彈簧具有除了形狀記憶合金材料輕質(zhì)、簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)外，還能獲得較大的變形量，因而非常適用于微型和小型機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)。國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者也對(duì)形狀記憶合金螺旋彈簧的應(yīng)力、應(yīng)變、溫度和相變等之間的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試，并研究了響應(yīng)速度、驅(qū)動(dòng)電流、預(yù)變形量、冷卻速度和負(fù)載之間的關(guān)系。但是這些研究大都圍繞單個(gè)人工肌肉致動(dòng)單元展開。當(dāng)一組人工肌肉集結(jié)成群共同作用時(shí)，激活不同位置及數(shù)目的人工肌肉致動(dòng)單元，其輸出特性將呈現(xiàn)不同情況，且各致動(dòng)單元之間也會(huì)相互影響，呈現(xiàn)出復(fù)雜的非線性。針對(duì)人工肌肉集結(jié)群動(dòng)態(tài)特性及其測(cè)試技術(shù)、測(cè)試裝置的研究還鮮見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種人工肌肉集結(jié)群輸出特性測(cè)試裝置及測(cè)試方法。

所述的一種人工肌肉集結(jié)群輸出特性測(cè)試裝置，包括相互連接的計(jì)算機(jī)和人工肌群控制平臺(tái)，所述的人工肌群控制平臺(tái)與人工肌群測(cè)試平臺(tái)連接，其特征在于所述的人工肌群測(cè)試平臺(tái)的輸出端通過拉簧與力傳感器一端連接，力傳感器另一端與恒速控制裝置連接，力傳感器與LMS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，所述的人工肌群測(cè)試平臺(tái)的輸出端還配合設(shè)置反光片，所述的人工肌群測(cè)試平臺(tái)一側(cè)設(shè)置與反光片對(duì)應(yīng)的激光位移傳感器，激光位移傳感器連接顯示和記錄設(shè)備。

所述的一種人工肌肉集結(jié)群輸出特性測(cè)試裝置，其特征在于所述的恒速控制裝置為工業(yè)機(jī)器人或高精度托板。

所述的一種人工肌肉集結(jié)群輸出特性測(cè)試裝置，其特征在于所述的反光片為帶反光的紙片或帶反光的金屬片，所述的顯示和記錄裝置為示波器或者計(jì)算機(jī)。

所述的一種人工肌肉集結(jié)群輸出特性測(cè)試裝置，其特征在于所述的人工肌群控制平臺(tái)包括底板，所述的底板配合設(shè)置導(dǎo)軌和繼電器底座，其特征在于所述的底板上還設(shè)置PLC控制器、線槽、空氣開關(guān)、開關(guān)電源，所述的空氣開關(guān)的外側(cè)設(shè)有擋塊，所述的繼電器底座上設(shè)置一組繼電器，導(dǎo)軌上設(shè)置接線端子，所述的開關(guān)電源、繼電器、接線端子、空氣開關(guān)通過導(dǎo)線連接形成供電回路，繼電器與人工肌群測(cè)試平臺(tái)連接。

所述的一種人工肌肉集結(jié)群輸出特性測(cè)試裝置，其特征在于所述的人工肌群測(cè)試平臺(tái)包括底座，底座上配合設(shè)置散熱機(jī)構(gòu)及人工肌肉附著平臺(tái)，所述的人工肌肉附著平臺(tái)上設(shè)有由尼龍絲制成的人工韌帶，所述的人工韌帶上間隔設(shè)置一組由SMA彈簧制成的人工肌肉致動(dòng)單元，所述的人工肌肉附著平臺(tái)上配合設(shè)置一組與人工肌肉致動(dòng)單元一一對(duì)應(yīng)的接線口，所述的接線口與繼電器一一對(duì)應(yīng)連接。

所述的一種人工肌肉集結(jié)群輸出特性測(cè)試裝置，其特征在于所述的人工肌群測(cè)試平臺(tái)的輸出端為人工肌肉致動(dòng)單元的一端端頭。

所述的一種人工肌肉集結(jié)群輸出特性測(cè)試裝置，其特征在于所述的人工肌肉附著平臺(tái)包括一組平行設(shè)置的支撐板，支撐板上橫向間隔設(shè)置一組空腔，空腔底部間隔設(shè)置一組用于人工韌帶活動(dòng)的通孔，人工韌帶一端固定在鉸鏈上，另一端固定在運(yùn)動(dòng)測(cè)試機(jī)構(gòu)最遠(yuǎn)的支撐板上，所述的支撐板一側(cè)還設(shè)有橫梁。

所述的一種人工肌肉集結(jié)群輸出特性測(cè)試裝置，其特征在于散熱機(jī)構(gòu)設(shè)置在人工肌肉附著平臺(tái)一側(cè)，它包括固定設(shè)置在底座上的風(fēng)扇座，所述的風(fēng)扇座上安裝用于給人工肌肉附著平臺(tái)散熱的風(fēng)扇。

所述的一種人工肌肉集結(jié)群輸出特性測(cè)試方法，其特征在于所述的方法包括如下步驟：

1）先依次連接好計(jì)算機(jī)、人工肌群控制平臺(tái)和人工肌群測(cè)試平臺(tái)，在外力作用下，使人工肌肉致動(dòng)單元拉長(zhǎng)；

2）按測(cè)試需要，通過計(jì)算機(jī)讓人工肌群控制平臺(tái)的PLC控制器工作，由PLC控制器通過相應(yīng)繼電器使相應(yīng)接線口通電，產(chǎn)生焦耳熱，對(duì)應(yīng)的人工肌肉致動(dòng)單元在焦耳熱的作用下產(chǎn)生相變并收縮，進(jìn)而回復(fù)到初始長(zhǎng)度；

3）與人工肌群測(cè)試平臺(tái)的輸出端連接的力傳感器感應(yīng)到人工肌肉致動(dòng)單元收縮產(chǎn)生的力，信號(hào)傳輸給LMS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由傳輸給LMS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄并處理，測(cè)得收縮產(chǎn)生的力；

4）人工肌肉致動(dòng)單元在收縮的過程中，與人工肌群測(cè)試平臺(tái)的輸出端連接的反光片也隨著一起動(dòng)，激光位移傳感器將激光打在反光片上，實(shí)時(shí)檢測(cè)人工肌群的輸出位移，并將檢測(cè)結(jié)果輸出到顯示和輸出設(shè)備。

通過采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果：