翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置，其第一滑移机构的传力齿条和一号滑块之间设有测力装置，翻转机构的齿轮轴的齿轮与传力齿条啮合，从而传力齿条能够随齿轮轴的转动实现线性滑动，由于齿轮和传力齿条的齿距小，故对于小尺寸柔顺机构的测量也尤为适用；测试前将环状的柔顺机构切割成两段，并将各段柔顺机构的两端分别连接至同侧的齿轮轴和转轴的端部，通过对一号滑块和/或二号滑块进行滑动调节，即实现对柔顺机构翻转角度的精确控制，同时齿轮轴的齿轮与传力齿条的传动配合，柔顺机构翻转时产生的扭矩转化为能够被测力装置测量得出的力，从而结合齿轮轴的齿轮半径即可计算获得翻转力矩值，操作方便可靠。靠。靠。

【技术实现步骤摘要】
翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置


[0001]本技术涉及检测仪器领域，特别是涉及一种翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置。

技术介绍

[0002]柔顺机构的是指一类利用自身弹性变形传递力或位移的装置，具有无间隙、无润滑、不需要装配、高精度、高刚度等优点，被广泛应用于机器人科学、精密定位、医疗工程等多个领域，现逐渐成为机构学相关科研人员热衷研究的方向。
[0003]与传统的刚性机构不同，柔顺机构在运动和变形过程中本身就具有内势能的变化，其中某些特殊的柔顺机构在运动过程中会自发的停留在一个或者多个位置状态，这种现象被称为柔顺机构的多稳态现象。柔顺机构的稳态往往可以映射到其变成过程中的内势能
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位移曲线的极小值，因此研究柔顺机构的内势能变化情况是研究柔顺机构稳态的关键。大多数多稳态柔顺机构都是在移动过程中具有一个或者多个稳定位置，它们的力学性能测试方法往往比较简单，只需要测试其力
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位移曲线就可以满足需求，常用的力学性能测试平台都能实现该功能。而具有转动功能的柔顺机构往往需要测试其力矩
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转角曲线，不容易直接测量获取。
[0004]扭矩的测定是许多研究对某一结构力学性能优略的重要依据之一，其中翻转扭矩则是对柔顺机构的翻转是扭矩传递的测定的重要依据，然而，目前市面上还没有针对小尺寸大行程的柔顺机构翻转力矩的测定的相关装置。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置。
[0006]根据本技术实施例的翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置，其包括底座；翻转机构，设在所述底座的中部，所述翻转机构包含支架和转动安装在所述支架上的齿轮轴；第一滑移机构，置于所述支架的一侧，所述第一滑移机构具备第一导轨、滑动安装在所述第一导轨上的一号滑块及连接所述一号滑块的传力齿条，所述传力齿条与所述齿轮轴的齿轮啮合；以及第二滑移机构，设于所述支架的另一侧，所述第二滑移机构具有第二导轨和滑动安装在所述第二导轨上的二号滑块，所述二号滑块上配置有支撑座；其中，所述传力齿条和所述一号滑块之间设有测力装置，所述支撑座上穿接一转轴，所述转轴的中心线与所述齿轮轴的中心线位于同一水平面上，所述柔顺机构的一端连接至所述齿轮轴且另一端与所述转轴连接。
[0007]根据本技术实施例的翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置，至少具备如下的有益效果：该翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置，包括底座、翻转机构、第一滑移机构和第二滑移机构，其中，第一滑移机构的传力齿条和一号滑块之间设有测力装置，翻转机构的齿轮轴的齿轮与传力齿条啮合，从而传力齿条能够随齿轮轴的转动实现线性滑
动，由于齿轮和传力齿条的齿距小，故对于小尺寸柔顺机构的测量也尤为适用；测试前将环状的柔顺机构切割成两段，并将各段柔顺机构的两端分别连接至同侧的齿轮轴和转轴的端部，通过对一号滑块和/ 或二号滑块进行滑动调节，即实现对柔顺机构翻转角度的精确控制，同时齿轮轴的齿轮与传力齿条的传动配合，柔顺机构翻转时产生的扭矩转化为能够被测力装置测量得出的力，从而结合齿轮轴的齿轮半径即可计算获得翻转力矩值，操作方便可靠。再者，设置转轴的中心线与齿轮轴的中心线位于同一水平面上，能够保证柔顺机构的两端连接处受重力影响相同，从而提高数据准确度。
[0008]根据本技术的一些实施例，所述一号滑块的上方固定一连接台，所述测力装置的一端固接至所述连接台，所述测力装置的另一端与所述传力齿条的端部相连。
[0009]根据本技术的一些实施例，所述传力齿条的底部配置有三号滑块，所述底座上设有与所述三号滑块适配的第三导轨，所述第三导轨的延伸方向与所述第一导轨的延伸方向一致。
[0010]根据本技术的一些实施例，所述一号滑块上配置一条形的连接座，所述连接座平行于所述第一导轨，所述连接座的上表面形成凸起，所述测力装置的一端与所述凸起固定，所述测力装置的另一端连接至所述传力齿条的端部。
[0011]根据本技术的一些实施例，所述连接座的一端延伸至所述传力齿条的下方，所述连接座的上表面和所述传力齿条的下表面之间配置至少一个滚动件。
[0012]根据本技术的一些实施例，所述连接座的下方设有一四号滑块，所述底座上安装与所述四号滑块适配的第四导轨，所述第四导轨和所述第一导轨相互平行。
[0013]根据本技术的一些实施例，所述支架包括两件平行对称设置的竖板，两所述竖板的顶部分别开具供所述齿轮轴的端部穿接的安装孔。
[0014]根据本技术的一些实施例，所述支撑座的顶部形成一U型槽，所述U 型槽的槽底高度不高于所述传力齿条的底壁高度，所述转轴横穿所述U型槽。
[0015]根据本技术的一些实施例，所述齿轮轴与所述竖板之间、所述转轴与所述U型槽之间分别装配有法兰轴承。
[0016]根据本技术的一些实施例，所述测力装置为测力传感器。
附图说明
[0017]下面结合附图对本技术作进一步说明：
[0018]图1是本技术实施例的翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置的整体装配图；
[0019]图2是本技术另一实施例的翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置的整体装配图；
[0020]图3是本技术另一实施例的连接座、测力装置与传力齿条的装配图。
具体实施方式
[0021]本部分将详细描述本技术的具体实施例，本技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本技术保护范围的限
331与第三导轨11的配合，为避免传力齿条33在滑移过程中发生偏移提供了保障，也提高了传力齿条33的滑动过程的平稳性，避免因传力齿条33偏移而产生不可避免的测试误差，有效确保了测试结果的精准性和可靠性。
[0029]参照图2、图3，本技术的另一实施例中，其一号滑块32上配置一条形的连接座8；连接座8的延伸方向与第一导轨31的长度方向相同。具体地，该连接座8的上表面形成有凸起81，凸起81位于连接座8与一号滑块32固定的一端；测力装置5的一端与凸起81固定，测力装置5的另一端连接至传力齿条 33的端部。与此同时，连接座8的一端延伸至传力齿条33的下方，连接座8的下方设有一四号滑块82，底座1上安装与四号滑块82适配的第四导轨12，第四导轨12和第一导轨31相互平行；进一步地，连接座8的上表面和传力齿条33 的下表面之间配置至少一个滚动件9。滚动件9的设置能够将连接座8所受的外力与传力齿条33所受的由齿轮传递的力分离，从而避免传力齿条33的受力被四号滑块82与第四导轨12之间的阻尼干扰，使测力装置5测得的数据更加接近于实际值。此实施例当中，滚动件9为具备两侧法兰盖的法兰轴承，两侧的法兰盖的间距与传力齿条33的宽度相同，传力齿条33得以卡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置，其特征在于，包括：底座；翻转机构，设在所述底座的中部，所述翻转机构包含支架和转动安装在所述支架上的齿轮轴；第一滑移机构，置于所述支架的一侧，所述第一滑移机构具备第一导轨、滑动安装在所述第一导轨上的一号滑块及连接所述一号滑块的传力齿条，所述传力齿条与所述齿轮轴的齿轮啮合；以及第二滑移机构，设于所述支架的另一侧，所述第二滑移机构具有第二导轨和滑动安装在所述第二导轨上的二号滑块，所述二号滑块上配置有支撑座；其中，所述传力齿条和所述一号滑块之间设有测力装置，所述支撑座上穿接一转轴，所述转轴的中心线与所述齿轮轴的中心线位于同一水平面上。2.根据权利要求1所述的翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置，其特征在于：所述一号滑块的上方固定有连接台，所述测力装置的一端固接至所述连接台，所述测力装置的另一端与所述传力齿条的端部相连。3.根据权利要求2所述的翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置，其特征在于：所述传力齿条的底部配置有三号滑块，所述底座上设有与所述三号滑块适配的第三导轨，所述第三导轨的延伸方向与所述第一导轨的延伸方向一致。4.根据权利要求1所述的翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置，其特征在于：所述一号滑块上配置有条形的连接座，所述连接座平行于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄沿江，吴衍傧，张宪民，张洪川，李海，陈彦霖，莫嘉嗣，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：