[發明專利]一種水壓人工肌肉水下性能測試系統

在審

• 申請號: 202010113494.X
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111272589A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 張增猛;謝雨晴;車進凱;弓永軍;陳英龍;寧大勇;田昊
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

本發明公開了一種水壓人工肌肉水下性能測試系統，包括分別左右豎直設置的位移傳感器固定板和力傳感器連接板，所述位移傳感器固定板和所述力傳感器連接板之間設有滑桿，滑桿上設有滑臺，位移傳感器固定板的內壁上固定有位移傳感器；所述滑臺與所述力傳感器連接板之間設有驅動所述滑臺沿所述滑桿方向運動的水壓人工肌肉驅動器，水壓人工肌肉驅動器的輸入端通過注水接頭、拉力傳感器與力傳感器連接板固定連接，所述滑桿的中部固定有螺母，螺母與所述滑臺之間設有負載彈簧。本發明工作時能與海水兼容，通過更換彈簧型號實現不同收縮量下水壓人工肌肉的水下性能演化規律和可靠性。

技術領域

本發明涉及機器人、特種作業機械手和自動化生產線等領域應用的流體驅 動人工肌肉，特別是一種水壓人工肌肉水下性能測試系統。

背景技術

在機器人關節驅動與控制中，流體驅動人工肌肉是一種新型的驅動器，可 以分為氣動人工肌肉和水壓人工肌肉。水壓人工肌肉結構簡單，而且相比于氣 動人工肌肉具有輸出力更大、傳動精度更高、響應速度更快的優點，對于水下 作業工況，不會產生液壓缸伸出桿受環境污染或其他影響的問題，更加清潔安 全且與海洋兼容性更好。目前國內外對水壓人工肌肉的模型分析和驅動特性研 究的較多，對水壓人工肌肉的可靠性試驗研究較少，且對人工肌肉的研究都在 陸上，沒有應用于水下環境。

為了使水壓人工肌肉更好的應用于水下環境，發明了一種水壓人工肌肉水 下性能測試系統。編織網和橡膠管在水下實驗過程中可能出現性能退化導致水 壓人工肌肉的失效，結合失效分析弄清主要失效機理,可以發現和確定人工肌肉 在水下潛在的薄弱環節，在保證性能同時采取改進措施，有效地消除隱患。為 了使水壓人工肌肉在工業、非工業和學術研究等領域得到越來越多的應用，對 以后制作生產出成本低、強度高、可靠性好、精確化、小型化和結構合理等優 點的水壓人工肌肉具有一定的意義。

發明內容

根據上述問題本發明發明了一種水壓人工肌肉水下性能測試系統，通過充 壓和放壓實現水壓人工肌肉的往復循環運動，記錄在不同循環次數下水壓人工 肌肉的動態特性參數，可以得到在不同收縮量下水壓人工肌肉的水下性能演化 規律和可靠性。

本發明采用的技術手段如下：

一種水壓人工肌肉水下性能測試系統，包括分別左右豎直設置的位移傳感 器固定板和力傳感器連接板，且所述位移傳感器固定板和力傳感器連接板的底 部通過前后設置的兩根橫梁固定連接；

所述位移傳感器固定板和所述力傳感器連接板之間設有兩根平行設置的滑 桿，且所述滑桿的兩端分別與所述位移傳感器固定板和所述力傳感器連接板固 定連接；

豎直設置的滑臺的前后兩端分別套設在所述滑桿上并與所述滑桿滑動連 接，且所述滑臺設置在所述滑桿靠近所述位移傳感器固定板的一端，所述位移 傳感器固定板的內壁上固定有用于測量所述滑臺位移的位移傳感器；

所述滑臺與所述力傳感器連接板之間設有驅動所述滑臺沿所述滑桿方向運 動的水壓人工肌肉驅動器，所述水壓人工肌肉驅動器的輸出端與所述滑臺的中 部固定連接，所述水壓人工肌肉驅動器的輸入端通過注水接頭與所述拉力傳感 器的一端固定連接，所述拉力傳感器的另一端與所述力傳感器連接板固定連接；

所述滑桿的中部具有外螺紋，且所述滑桿上安裝有與所述外螺紋螺紋配合 的螺母，所述螺母與所述滑臺之間設有負載彈簧，且所述負載彈簧的一端與固 定在所述滑臺上的銅套接觸連接，所述負載彈簧的另一端與緊貼所述螺母的彈 簧擋片接觸連接。

位于前側的所述橫梁上固定有豎直設置的相機支架，且所述相機支架的頂 部固定有水下攝像頭。

進一步地，所述滑桿的兩端分別穿過所述位移傳感器固定板和所述力傳感 器連接板并均設有外螺紋，且所述滑桿的兩端均通過鎖緊螺母與外螺紋的配合 與所述位移傳感器固定板和所述力傳感器連接板固定連接；