[發(fā)明專利]一種山羊平衡測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410446791.0
• 申請(qǐng)日: 2014-09-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104188658B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 叢茜;王驥月;田為軍;任雷;任露泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/11
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙)22103
• 代理人: 張建成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及四足動(dòng)物運(yùn)動(dòng)平衡測(cè)試，特別涉及一種山羊平衡測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)。

技術(shù)背景

生物經(jīng)歷了千百萬(wàn)年的優(yōu)勝劣汰，形成了各自獨(dú)樹(shù)一幟的生存特技，借鑒并應(yīng)用生物特有的性能對(duì)機(jī)器人進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，得到具有高精確度、高靈活性、高智能性、高可靠性、高魯棒性的仿生機(jī)器人，是21世紀(jì)以來(lái)機(jī)器人發(fā)展的目標(biāo)。

仿生學(xué)作為一門(mén)交叉學(xué)科，包含結(jié)構(gòu)仿生、材料仿生、控制仿生等諸多方面。在機(jī)器人的仿生改進(jìn)方面，結(jié)構(gòu)仿生應(yīng)用廣泛，截止目前，結(jié)構(gòu)仿生機(jī)器人的研究主要包括仿魚(yú)機(jī)器人、仿蛇機(jī)器人、仿昆飛行機(jī)器人、仿腿式機(jī)器人四個(gè)方向。本發(fā)明作為仿山羊機(jī)器人設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，與已有的仿蟑螂機(jī)器人、仿蟹機(jī)器人研究同屬仿腿式機(jī)器人研究方向。

將山羊四肢的維穩(wěn)減振特性應(yīng)用于機(jī)器人改進(jìn)，需要進(jìn)行山羊四肢結(jié)構(gòu)分析、四肢動(dòng)力學(xué)建模及維穩(wěn)特性分析。結(jié)構(gòu)分析相關(guān)信息和動(dòng)力學(xué)建模相關(guān)參數(shù)需要由山羊靜止及運(yùn)動(dòng)觀測(cè)得到。本發(fā)明所述的一種山羊平衡測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，能夠全面考察山羊靜止、動(dòng)態(tài)、跳躍、單肢抬起和雙肢抬起時(shí)四肢維持穩(wěn)定與平衡的過(guò)程，與高速攝像頭及紅外線攝像頭配合使用，能夠高效的得到山羊的運(yùn)動(dòng)平衡特性圖像及運(yùn)動(dòng)參數(shù)，再與測(cè)力板配合使用，能夠得到山羊靜止和不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，抗擾動(dòng)與沖擊過(guò)程的受力情況和平衡調(diào)節(jié)方式，較大型動(dòng)物的試驗(yàn)研究都面臨試驗(yàn)對(duì)象不易控制的問(wèn)題，本發(fā)明能夠有效提高山羊運(yùn)動(dòng)觀測(cè)的集成度，因此可以節(jié)省大量人力，為山羊運(yùn)動(dòng)研究工作的順利進(jìn)行提供保障，為仿山羊四肢平衡特性機(jī)器人的研制奠定基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種山羊平衡測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，本發(fā)明能夠全面考察山羊靜止、動(dòng)態(tài)、跳躍、單肢抬起和雙肢抬起時(shí)四肢維持穩(wěn)定與平衡的過(guò)程，與高速攝像頭及紅外線攝像頭配合使用，能夠高效的得到山羊的運(yùn)動(dòng)平衡特性圖像及運(yùn)動(dòng)參數(shù)，再與測(cè)力板配合使用，能夠得到山羊靜止和不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，抗擾動(dòng)與沖擊過(guò)程的受力情況和平衡調(diào)節(jié)方式，有效提高山羊運(yùn)動(dòng)觀測(cè)的集成度，節(jié)省大量人力，為山羊運(yùn)動(dòng)研究工作的順利進(jìn)行提供保障。

本發(fā)明是由箱體、動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試裝置、跳躍平衡測(cè)試裝置、單肢抬起平衡測(cè)試裝置和雙肢抬起平衡測(cè)試裝置組成，動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試裝置、跳躍平衡測(cè)試裝置、單肢抬起平衡測(cè)試裝置和雙肢抬起平衡測(cè)試裝置位于箱體內(nèi)，單肢抬起平衡測(cè)試裝置和雙肢抬起平衡測(cè)試裝置設(shè)置在箱體的相鄰的兩個(gè)側(cè)壁上，雙肢抬起平衡測(cè)試裝置所在的側(cè)壁開(kāi)設(shè)有入口，動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試裝置和跳躍平衡測(cè)試裝置設(shè)置在箱體的底面上，動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試裝置與入口相鄰；

所述的動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試裝置是由支點(diǎn)和翹板構(gòu)成，與入口相鄰一端的翹板重量大于另一端，初始狀態(tài)下，翹板靠近入口一端貼地；

如圖所示，所述跳躍平衡測(cè)試裝置是由四個(gè)相同的圓臺(tái)等間距排布構(gòu)成，圓臺(tái)直徑滿足山羊四肢同時(shí)直立于圓臺(tái)上，圓臺(tái)邊緣間距小于山羊前后肢間距。

所述雙肢抬起平衡測(cè)試裝置具有三級(jí)臺(tái)階，分別為第一臺(tái)階、第二臺(tái)階和第三臺(tái)階，第三臺(tái)階的高度為一羊高減20cm，第二臺(tái)階的高度為一羊高，第一臺(tái)階的高度為一羊高加20cm。

所述山羊平衡測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)與高速攝像頭或紅外線攝像頭配合使用，可以進(jìn)行山羊運(yùn)動(dòng)平衡特性圖像采集及運(yùn)動(dòng)參數(shù)采集。

所述山羊平衡測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)與高速攝像頭或紅外線攝像頭及測(cè)力板配合使用，能夠得到山羊靜止和不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，抗擾動(dòng)與沖擊過(guò)程的受力情況和平衡調(diào)節(jié)方式。

本發(fā)明的工作過(guò)程和原理：

本發(fā)明包括動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試裝置、跳躍平衡測(cè)試裝置、單肢抬起平衡測(cè)試裝置和雙肢抬起平衡測(cè)試裝置共四個(gè)測(cè)試環(huán)節(jié)。山羊由入口進(jìn)入箱體內(nèi)首先來(lái)到由支點(diǎn)和翹板構(gòu)成的動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試裝置，山羊由翹板貼地一端蹬上翹板并向前行進(jìn)，過(guò)程中，翹板受力繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，貼地一端逐漸抬起至另一端貼地為止，山羊在此過(guò)程中依靠四肢的平衡調(diào)節(jié)穩(wěn)步行進(jìn)，山羊的動(dòng)態(tài)平衡能力可以由此動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試裝置考察得到；然后，山羊來(lái)到由四塊圓臺(tái)構(gòu)成的跳躍平衡測(cè)試裝置，每塊圓臺(tái)的尺寸相同，都足夠山羊四肢同時(shí)立于圓臺(tái)上，圓臺(tái)邊緣間距略小于山羊前后肢間距，使得山羊在圓臺(tái)間的移動(dòng)需要以跳躍方式實(shí)現(xiàn)；最后，山羊來(lái)到由一級(jí)半羊高的臺(tái)階構(gòu)成的單肢抬起平衡測(cè)試裝置，和由高度依次遞增的三級(jí)臺(tái)階構(gòu)成的雙肢抬起平衡測(cè)試裝置，兩個(gè)測(cè)試裝置彼此相鄰，單肢抬起平衡測(cè)試裝置可以考察山羊左前肢或右前肢單獨(dú)抬起時(shí)，山羊其余四肢平衡調(diào)節(jié)的能力，雙肢抬起平衡測(cè)試裝置的三級(jí)臺(tái)階高度依次為一羊高減20cm、一羊高、一羊高加20cm，此處可以考察山羊兩前肢同時(shí)抬起時(shí)，山羊兩后肢平衡調(diào)節(jié)的能力。