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专利号: 2018114980408
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.跌落试验机,包括:

跌落架(1);

以及沿竖直方向设置在所述跌落架(1)一侧的升降机构(2);

其特征在于,

所述跌落架(1)相对自身回转轴(102)进行回转运动;

所述试验机还包括:

通过曲臂(3)和所述升降机构(2)固定连接的机械手(4),所述机械手(4)包括固定板(401),连接在固定板(401)一端面和所述曲臂(3)之间的姿态调整单元以及对称设置在所述固定板(401)另一端面的两组抓取单元;所述姿态调整单元带动机械手(4)整体实现沿水平方向和竖直方向的转动,两组所述抓取单元相对开合运动实现对试品的柔性抓取或释放;

每组所述抓取单元包括:

一端和所述固定板(401)铰接的第一关节(406);

输出端和所述第一关节(406)中部铰接的一级气缸(407),所述一级气缸(407)固定在所述固定板(401)的中心轴上;

一端和所述第一关节(406)另一端铰接的第二关节(408);

铰接在第二关节(408)和第一关节(406)之间的二级气缸(409),所述二级气缸(409)两端以及第一关节(406)和第二关节(408)铰接处连线为三角形;

一端和第二关节(408)另一端铰接的第三关节(410);

以及铰接在第二关节(408)和第三关节(410)之间的三级气缸(411),所述三级气缸(411)一端和第二关节(408)铰接,另一端通过平行四边形机构和第三关节(410)铰接,所述第三关节(410)的一端和第二关节(408)的侧面分别作为平行四边形机构的两边。

2.根据权利要求1所述的跌落试验机,其特征在于,所述抓取单元还包括通过扭簧(412)连接在所述第三关节(410)的辅爪(413),扭簧(412)自然状态时,所述辅爪(413)中心线和所述第三关节(410)与试品接触的作用面相交。

3.根据权利要求2所述的跌落试验机,其特征在于,所述第三关节(410)与试品接触的作用面为齿形面或橡胶面;所述辅爪(413)与试品接触的作用面为齿形面或橡胶面。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的跌落试验机,其特征在于,所述姿态调整单元包括:

固定在所述固定板(401)上沿水平方向设置的第一交流伺服电机(402);

一端和所述第一交流伺服电机(402)输出轴固定连接的水平轴(403);

和所述水平轴(403)另一端固定连接的连接架(404);

以及固定在所述连接架(404)上沿竖直方向设置的第二交流伺服电机(405),所述第二交流伺服电机(405)输出轴和固定板(401)端面的中心轴固定连接。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的跌落试验机,其特征在于,所述跌落架(1)包括:转台底座(101);

通过轴承和所述转台底座(101)转动配合的回转轴(102);

固定在所述回转轴(102)上端的架体(103);

以及通过蜗轮蜗杆机构(104)和所述回转轴(102)下端连接的旋转电机(105)。

6.根据权利要求4所述的跌落试验机,其特征在于,所述升降机构(2)包括:固定在跌落架(1)上的提升电机(201);

固定在所述跌落架(1)上沿竖直方向设置的丝杠导轨(202),所述丝杠导轨(202)的任意一端和所述提升电机(201)输出轴固定连接;

和所述丝杠导轨(202)平行设置的导向柱;

和所述丝杠导轨(202)配合的螺母;

以及和所述螺母固定连接的滑块(203),所述滑块(203)上设置有通孔,所述通孔和所述导向柱配合导向,所述滑块(203)和所述曲臂(3)固定连接。

7.根据权利要求6所述的跌落试验机,其特征在于,所述试验机还包括设置在所述曲臂(3)上的位移传感器(5)。

8.基于权利要求7所述跌落试验机的跌落角度调整方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:将跌落试验机复位至初始状态,规定初始状态时,机械手(4)状态为两组抓取单元水平设置,两组抓取单元的第三关节(410)的作用面为竖直面;

步骤二:测量试品外形尺寸,获得试品长L、宽B和高H参数,a、b、c、d、e、f、g和h分别为长方体或正方体的六角顶点;

步骤三:抓取单元开合运动对试品进行抓取,抓取单元的第三关节(410)接触试品的面的两个边分别为长L和高H;

步骤四:根据跌落试验要求调整机械手(4)姿态:若面着地跌落,执行步骤五;

若棱着地跌落,执行步骤六;

若角着地跌落,执行步骤七;

步骤五:提升电机(201)带动机械手(4)上升至指定跌落试验高度;

步骤六:棱cd着地跌落,第一交流伺服电机(402)转动角度γ,转动角度γ通过公式(一)获得;

γ=arctan(B/H)  (一);

步骤七:c点所在角着地跌落,第一交流伺服电机(402)转动角度γ,第二交流伺服电机(405)转动角度β,转动角度γ通过公式(二)获得,转动角度β通过公式(三)获得;

γ=arctan(B/H)  (二);

β=arctan[L/(H2+B2)1/2]  (三)。

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