一种用于汽车碰撞试验的变结构绳牵引并联机器人制造技术

一种用于汽车碰撞试验的变结构绳牵引并联机器人，包括机架、末端执行器以及两两相对设置的牵引绳驱动分支，每组牵引绳驱动分支包括万向铰链点、导轨组件、末端执行器驱动组件、万向铰链点驱动组件、末端执行器牵引绳、万向铰链点牵引绳，万向铰链点滑动设置在导轨组件上，万向铰链点两端均通过万向铰链点牵引绳与万向铰链点驱动组件相连，末端执行器牵引绳的一端与末端执行器相连、另一端通过万向铰链点与末端执行器驱动组件相连；所述末端执行器通过连接装置与试验车辆相连。本发明专利技术具备响应速度快、试验项目多样化、工作空间大的优势，克服传统轨道式试验牵引系统功能相对单一、试验对象运动空间小、对速度调节难、响应速度慢的缺点。

A Parallel Robot with Variable Structure Rope Traction Used in Vehicle Crash Test

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车碰撞试验的变结构绳牵引并联机器人
本专利技术属于汽车碰撞试验
，特别涉及一种用于汽车碰撞试验的变结构绳牵引并联机器人。
技术介绍
现阶段国内外的汽车碰撞试验系统大致分为三类：(1)钢丝绳开环传动的“一”字型碰撞试验系统，由钢丝绳单向牵引，通过与终端连接的小车牵引实车。由于是单向牵引所以只能进行前向碰撞，无法进行车对车的碰撞、滚翻、后碰撞等。(2)钢丝绳闭环传动的“一”字型碰撞试验系统，不能进行车对车的碰撞，每次试验前均需将小车调整到初始位置，使用起来很不方便。(3)“T”型结构实车碰撞试验系统，由于对碰撞点的要求较高，需要两套牵引系统具有非常高的稳定性和准确性，两套控制系统还需要有通讯协议和调整，因此技术难度要大很多。使用绳牵引并联机构驱动试验汽车平台运动的方式与传统的轨道式单一滑块驱动方式完全不同，并且在运动路径规划上相比轨道式灵活很多，可根据不同的试验项目设计相应的运动轨迹，其可以进行多种汽车碰撞试验。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供试验项目多样化、工作空间大、响应速度快，能克服传统汽车碰撞方式试验项目单一、试验汽车运动空间小、响应速度慢的缺点；并且易于制造、装配和维护的一种用于汽车碰撞试验的变结构绳牵引并联机器人。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种用于汽车碰撞试验的变结构绳牵引并联机器人，包括机架、末端执行器以及两两相对设置的牵引绳驱动分支，每组牵引绳驱动分支包括万向铰链点、导轨组件、末端执行器驱动组件、万向铰链点驱动组件、末端执行器牵引绳、万向铰链点牵引绳，所述万向铰链点滑动设置在导轨组件上，所述万向铰链点两端均通过万向铰链点牵引绳与万向铰链点驱动组件相连，所述末端执行器牵引绳的一端与末端执行器相连、另一端通过万向铰链点与末端执行器驱动组件相连；所述末端执行器通过连接装置与试验车辆相连；所述导轨组件、末端执行器驱动组件、万向铰链点驱动组件均安装在所述机架上。进一步的，所述末端执行器驱动组件包括电机、减速器、联轴器、绕线卷筒，所述电机通过联轴器与减速器相连，减速器与绕线卷筒相连，所述末端执行器牵引绳另一端通过固定在机架上的定滑轮绕设在该绕线卷筒上；所述万向铰链点驱动组件与该末端执行器驱动组件结构相同，且万向铰链点牵引绳同样是通过固定在机架上的定滑轮绕设在万向铰链点驱动组件中的绕线卷筒上。进一步的，所述末端执行器包括末端执行器机架，该末端执行器机架底部轴接有可转动的支撑轴，支撑轴与滚轮支架固接，滚轮支架通过滚轮轴装配有滚轮，所述末端执行器机架两侧对称设置有用于和末端执行器牵引绳相连的末端执行器固定铰链点，所述末端执行器机架顶部设有水平推杆支座，该水平推杆支座与水平推杆相连，并且水平推杆可沿与水平推杆支座的接触面在竖直方向调整位置。进一步的，所述万向铰链点包括四个结构相同的且与所述导轨组件滑动相连的滚轮装置、上水平调节支撑板、下水平调节支撑板、滑轮架支撑轴、滑轮，所述滚轮装置两个一组且对称设置，且每个滚轮装置两侧安装有固定铰链点，该固定铰链点与万向铰链点牵引绳相连；位于上方的两个滚轮装置通过上水平调节支撑板相连，且两滚轮装置之间可通过上水平调节支撑板上呈水平方向开设的长槽孔调整位置；位于下方的两个滚轮装置通过下水平调节支撑板相连，且两滚轮装置之间可通过下水平调节支撑板上呈水平方向开设的长槽孔调整位置；位于同侧且呈上下布置的两个滚轮装置通过支撑轴左支座或支撑轴右支座相连，且两滚轮装置可通过支撑轴左支座或支撑轴右支座上呈竖直方向开设的长槽孔调整位置；所述滑轮架支撑轴的左端通过圆锥滚子轴承安装在支撑轴左支座上、右端通过轴向推力球轴承安装在支撑轴右支座上，所述滑轮架支撑轴的左端通过滑轮架装配有滑轮。进一步的，所述轴向推力球轴承一端安装在支撑轴右支座上、另一端通过套筒使用锁紧螺母锁紧。进一步的，所述连接装置包括基座、安装在基座上方的横梁连接板以及安装在基座侧部的气缸以及与水平推杆抵接配合的销轴支撑座，该横梁连接板与试验车辆的车架固接，该气缸的输出端与销轴相连并驱动销轴插入或抽离所述销轴支撑座内从而实现水平推杆与销轴支撑座的抵接或分离。进一步的，所述导轨组件包括与机架固接的导轨支架、安装在该导轨支架上的水平导轨、安装在该水平导轨上的竖直导轨，该水平导轨包括相互平行布置的上水平导轨和下水平导轨，该竖直导轨包括固设在上水平导轨下端的上竖直导轨以及固设在下水平导轨上端的下竖直导轨；所述滚轮装置包括相连的外侧支撑板和内侧支撑板、以及安装在外侧支撑板和内侧支撑板之间的水平滚轮和竖直滚轮，所述固定铰链点安装在该外侧支撑板上；竖直导轨夹设在位于上方或下方的两个相对设置的滚轮装置之间，且竖直滚轮与该竖直导轨滑动配合，每个滚轮装置的水平滚轮与水平导轨滑动配合。进一步的，所述滑轮的轮槽宽度尺寸和深度尺寸均大于末端执行器牵引绳的直径。进一步的，所述末端执行器驱动组件和万向铰链点驱动组件中所采用的电机为伺服电机。借由上述技术方案，本专利技术与现有技术相比至少具备有益效果：1、试验项目多样化：绳牵引并联机构驱动试验汽车平台中末端执行器在运动路径规划上相比普通轨道式灵活很多，在同一套普通轨道式碰撞系统中难以实现前碰撞、后碰撞、翻滚等试验项目，可根据不同的试验项目设计绳牵引并联机构末端执行器的运动轨迹，可以进行多种汽车碰撞试验；进行车对车碰撞试验使用两套绳牵引并联牵引系统和使用两套普通轨道式牵引系统相比在实现的技术难度上要小的多。2、工作空间大：由于采用了万向铰链点的可变结构，有效的扩展了绳牵引并联机构末端执行器的工作空间。3、速度控制灵活、准确：普通单轨道式牵引系统只能进行牵引加速，而绳牵引并联机器人在碰撞试验中可对试验车辆进行灵活的加速或减速，使试验车辆获得准确的速度。4、占用场地面积小：普通单轨道式牵引系统的轨道比较长，绳牵引并联机器人的刚度好，在试验中试验车辆加速快，万向铰链点的轨道长度小，占用场地面积小。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1是本专利技术的结构组成示意图。图2是本专利技术中绳牵引驱动分支的结构组成示意图。图3A至图3B是本专利技术中末端执行器的结构组成示意图。图4A至图4C是本专利技术中万向铰链点的结构组成示意图。图5是本专利技术中连接装置的结构组成示意图。图6为本专利技术中导轨组件的结构组成示意图。具体实施方式以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明。本专利技术的具体结构可根据汽车碰撞试验的需要进行设计，末端执行器牵引绳的数目必须多于末端执行器的自由度。现以可实现末端执行器三自由度运动、采用四根末端执行器牵引绳的机器人为例说明本专利技术的具体实施方案。请参阅图1，本专利技术实施例设有末端执行器1、可动万向铰链点2、机架3、导轨组件4、万向铰链点牵引绳5、末端执行器牵引绳6、末端执行器驱动组件7、万向铰链点驱动组件8；所述末端执行器1被末端执行器牵引绳6牵引在试验台面实现三自由度运动，图1中末端执行器牵引绳数目大于末端执行器的自由度数目，属于冗余驱动绳牵引并联机器人。结合图2至图6，本实施例设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于汽车碰撞试验的变结构绳牵引并联机器人，其特征在于包括机架、末端执行器以及两两相对设置的牵引绳驱动分支，每组牵引绳驱动分支包括万向铰链点、导轨组件、末端执行器驱动组件、万向铰链点驱动组件、末端执行器牵引绳、万向铰链点牵引绳，所述万向铰链点滑动设置在导轨组件上，所述万向铰链点两端均通过万向铰链点牵引绳与万向铰链点驱动组件相连，所述末端执行器牵引绳的一端与末端执行器相连、另一端通过万向铰链点与末端执行器驱动组件相连；所述末端执行器通过连接装置与试验车辆相连；所述导轨组件、末端执行器驱动组件、万向铰链点驱动组件均安装在所述机架上。

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车碰撞试验的变结构绳牵引并联机器人，其特征在于包括机架、末端执行器以及两两相对设置的牵引绳驱动分支，每组牵引绳驱动分支包括万向铰链点、导轨组件、末端执行器驱动组件、万向铰链点驱动组件、末端执行器牵引绳、万向铰链点牵引绳，所述万向铰链点滑动设置在导轨组件上，所述万向铰链点两端均通过万向铰链点牵引绳与万向铰链点驱动组件相连，所述末端执行器牵引绳的一端与末端执行器相连、另一端通过万向铰链点与末端执行器驱动组件相连；所述末端执行器通过连接装置与试验车辆相连；所述导轨组件、末端执行器驱动组件、万向铰链点驱动组件均安装在所述机架上。2.根据权利要求1所述的一种用于汽车碰撞试验的变结构绳牵引并联机器人，其特征在于所述末端执行器驱动组件包括电机、减速器、联轴器、绕线卷筒，所述电机通过联轴器与减速器相连，减速器与绕线卷筒相连，所述末端执行器牵引绳另一端通过固定在机架上的定滑轮绕设在该绕线卷筒上；所述万向铰链点驱动组件与该末端执行器驱动组件结构相同，且万向铰链点牵引绳同样是通过固定在机架上的定滑轮绕设在万向铰链点驱动组件中的绕线卷筒上。3.根据权利要求1所述的一种用于汽车碰撞试验的变结构绳牵引并联机器人，其特征在于所述末端执行器包括末端执行器机架，该末端执行器机架底部轴接有可转动的支撑轴，支撑轴与滚轮支架固接，滚轮支架通过滚轮轴装配有滚轮，所述末端执行器机架两侧对称设置有用于和末端执行器牵引绳相连的末端执行器固定铰链点，所述末端执行器机架顶部设有水平推杆支座，该水平推杆支座与水平推杆相连，并且水平推杆可沿与水平推杆支座的接触面在竖直方向调整位置。4.根据权利要求1所述的一种用于汽车碰撞试验的变结构绳牵引并联机器人，其特征在于所述万向铰链点包括四个结构相同的且与所述导轨组件滑动相连的滚轮装置、上水平调节支撑板、下水平调节支撑板、滑轮架支撑轴、滑轮，所述滚轮装置两个一组且对称设置，且每个滚轮装置两侧安装有固定铰链点，该固定铰链点与万向铰链点牵引绳相连；位于上方的两个滚轮装置通过上水平调节支撑板相连，且两滚轮装置之间可通过上水平调节支撑板上呈水平方向开设的长槽孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳遂录，王海霞，贾贵西，邹武，常家东，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41