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专利号: 2021105230029
申请人: 重庆理工大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种外骨骼疲劳寿命测试装置,其特征在于,所述测试装置包括:驱动机构和执行机构;其中,所述驱动机构的输出端与所述执行机构的移动端相连,用于向所述执行机构的移动端提供动力,使得所述移动端向所述执行机构的固定端靠近/远离,从而搭载关节外骨骼模拟关节的往复弯折运动;

所述执行机构包括:用于模拟关节往复弯折运动的关节模拟模块,以及用于向所述关节模拟模块提供运动轨迹的滑轨模块;其中,所述关节模拟模块的固定端固定安装在所述滑轨模块的一端,所述关节模拟模块的移动端与所述驱动机构的输出端相连,且以可相对于所述滑轨模块滑动的方式安装在所述滑轨模块上;

当所述驱动机构驱动所述关节模拟模块的移动端沿所述运动轨迹作往复滑动时,所述关节模拟模块带动所述关节外骨骼作往复弯折运动;

且所述关节模拟模块包括:铰接的第一连杆和第二连杆,以及分别与第一、二连杆的自由端铰接的第一、第二连接块,其中,所述第二连接块固定安装在所述滑轨模块的一端;

所述第一连接块与所述驱动机构的输出端相连,且以可相对于所述滑轨模块滑动的方式安装在所述滑轨模块上,用于在所述驱动机构的驱动下,带动所述第一连杆的自由端向靠近/远离所述第二连接块的方向往复运动,从而使得所述第一连杆和所述第二连杆作往复弯折运动;

并且,所述第一连杆与所述第一连接块之间的第一铰接节点、所述第二连杆与所述第二连接块之间的第二铰接节点,以及第一、二连杆之间的第三铰接节点中,至少一个所述铰接节点中设置有双转轴结构以实现对应的铰接,从而限制方向偏移,且一组转轴结构包括:相互配合的轴孔与轴承导槽,以及穿过轴孔、轴承导槽以实现铰接的转轴;

第一、二连杆之间采用偏心结构进行铰接,用于限定第一、二连杆的关节弯折角度,同时避免发生反向弯折。

2.根据权利要求1所述的测试装置,其特征在于,还包括:设置在所述驱动机构上的压力数据采集模块,用于实时监控所述驱动机构向所述执行机构输出的动力数据。

3.根据权利要求1所述的测试装置,其特征在于,还包括:设置在所述执行机构固定端的角度数据采集模块,所述角度数据采集模块用于实时监控所述执行机构作往复弯折运动时,所述执行机构固定端的旋转角度。

4.根据权利要求1所述的测试装置,其特征在于,所述关节弯折角度的范围为0°‑180°。

5.根据权利要求4所述的测试装置,其特征在于,所述关节弯折角度的范围为0°‑130°。

6.根据权利要求1所述的测试装置,其特征在于,所述偏心结构包括:设置在所述第一连杆的铰接端的铰接偏心斜面,以及设置在所述第二连杆的铰接端的铰接限位斜面,其中,所述铰接偏心斜面与所述铰接限位斜面分别与所述第二连杆的铰接端和第一连杆的铰接端相配合,以限制所述第一连杆和所述第二连杆之间的所述关节弯折角度。

7.根据权利要求1所述的测试装置,其特征在于,所述滑轨模块包括:用于向所述关节模拟模块提供运动轨迹的至少一条滑轨,所述第一连接块以可沿所述滑轨提供的运动轨迹滑动的方式安装在所述滑轨上,且当所述第一连接块在所述驱动机构的驱动下沿所述运动轨迹在所述滑轨上往复滑动时,所述第一连杆和所述第二连杆作往复弯折运动。

8.根据权利要求7所述的测试装置,其特征在于,所述滑轨模块还包括:设置在每条所述滑轨上的至少一组滑块组,其中,每组包括至少一个滑块,且所述至少一条滑轨上的所述至少一组滑块组之间通过至少一个连接板相连,所述连接板与所述第一连接块相连。

9.根据权利要求8所述的测试装置,其特征在于,所述滑轨为两条,且每条滑轨上并列设置有一组滑块组;其中,每组包括至少一个滑块,且两组所述滑块组之间通过一个连接板相连,所述连接板与所述第一连接块相连。

10.根据权利要求7所述的测试装置,其特征在于,所述滑轨上设置有刻度,用于测量所述执行机构的移动端的位移。

11.根据权利要求2所述的测试装置,其特征在于,所述压力数据采集模块包括:压力传感器和连接套筒,其中,所述压力传感器的固定端固定安装,受力端通过所述连接套筒与所述驱动机构的末端相连,用于实时监测所述执行机构作往复弯折运动时,所述驱动机构所提供的动力。

12.根据权利要求11所述的测试装置,其特征在于,所述压力数据采集模块还包括:固定安装的末端顶块,所述压力传感器的固定端与所述末端顶块固定连接。

13.根据权利要求12所述的测试装置,其特征在于,所述压力数据采集模块还包括:用于防止所述压力传感器旋转滑移的传感器导程套筒,所述传感器导程套筒套设在所述压力传感器和所述连接套筒上。

14.根据权利要求3所述的测试装置,其特征在于,所述角度数据采集模块包括:至少一个旋转角度采集装置,所述旋转角度采集装置与所述执行机构中的第一连杆和/或第二连杆的自由端同轴转动设置,用于实时监控所述第一连杆或所述第二连杆作往复弯折运动时的旋转角度。

15.根据权利要求14所述的测试装置,其特征在于,所述旋转角度采集装置包括角度传感器。

16.根据权利要求15所述的测试装置,其特征在于,所述角度数据采集模块还包括:导向块和基座顶块,其中,所述基座顶块与所述第一连杆/所述第二连杆的自由端同轴转动连接,所述角度传感器通过所述导向块与所述基座顶块同轴转动连接。

17.根据权利要求16所述的测试装置,其特征在于,所述基座顶块与所述第二连杆的自由端之间采用花键配合。

18.根据权利要求1至17中任一所述的测试装置,其特征在于,所述测试装置还包括:机架,所述机架包括:用于安装并支撑所述驱动机构的第一支撑架,以及用于安装所述执行机构的第二支撑架。

19.根据权利要求1至17中任一所述的测试装置,其特征在于,

所述第一连接块的位移由所述第一连接块和所述第二连接块之间的最大距离,所述第一连杆和所述第二连杆各自的长度,以及所述第一连杆和所述第二连杆之间的关节弯折角度共同确定;或者,由所述第一连杆和所述第二连杆各自的长度,以及所述第一连杆和所述第二连杆之间的关节弯折角度共同确定。

20.根据权利要求1至17中任一所述的测试装置,其特征在于,

由所述驱动机构所提供的动力,所述第一连杆和所述第二连杆各自的长度,以及所述第一连杆和所述第二连杆之间的关节弯折角度确定关节模拟模块的关节转矩T。