四足机器犬腿部实验平台制造技术

本实用新型专利技术提供四足机器犬腿部实验平台，涉及四足机器犬领域。该四足机器犬腿部实验平台，包括支撑底座，所述支撑底座的上端固定安装有两组支撑限位机架，每组支撑限位机架的后端均固定安装有固定支撑杆，两组支撑限位机架的相对一端固定安装有一号连接杆，每组支撑限位机架远离对应的固定支撑杆的一端均固定安装垂向滑轨，每组垂向滑轨远离对应的支撑限位机架的一端均活动安装有垂向滑块，两组垂向滑块的相对一端均固定安装有二号连接杆。该四足机器犬腿部实验平台，结合试验结果进行分析和研究结构件外在表现性能与所采用工艺、材料、构型、机构配置等多影响因素的内在映射关系。

【技术实现步骤摘要】
四足机器犬腿部实验平台
本技术涉及四足机器犬
，具体为四足机器犬腿部实验平台。
技术介绍
四足机器人的四条腿需要根据一定的动作顺序、方式与地面进行接触支撑身体，为使机械腿能够在不同环境下灵活运动，腿部设计应尽量接近生物犬类的生理结构，腿部的自由度越多，运动更加灵活，仿生特性更好，但这会提高结构复杂性和增加控制成本和难度。通过对狗的运动捕捉研究发现，腿的大幅度摆动运动主要通过髋关节和膝关节的主动驱动实现，而踝关节主要起到对运动过程的柔顺作用。从当前关于四足机器人及其仿生腿的研究文献来看，四足机器人对仿生腿的特点与特性要求可概括为结构和驱控系统两个方面的要求：在结构上，要求具备质量轻、结构紧凑、低惯量以及仿生特性好等特点；在控制系统上，要求驱控设备有质量轻、体积小和功率密度大等特点，同时要求控制系统具有强实时性和开放性，以保证运动控制的精度、运动稳定和便于功能的拓展和控制性能的提高。通过搭建四足机器人单腿综合性能测试台架，测试不停工况下基于增材制造结构件的综合力学性能，结合试验结果进行分析和研究结构件外在表现性能与所采用工艺、材料、构型、机构配置等多影响因素的内在映射关系，指导机器人腿足、躯干结构与机构的构型设计与工艺设计，寻找多约束条件的设计优化解决方案，为综合改善腿部和躯干结构性能提供理论与工程数据依据，确保满足四足机器人总体设计要求。因此总体控制上，获得实验数据尤其重要。针对此设计专门的架构以及方案来获取实验数据。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本技术试图克服以上缺陷，因此本技术提供了四足机器犬腿部实验平台，同时实现单腿和多工况单腿实验平台；能进行单腿各结构件可靠性疲劳试验、高度控制实验、结构适应性试验、冲击稳定性试验等；能够测试不同工况下基于增材制造结构件的综合力学性能；通过结果改善腿部和躯干结构性能提供理论与工程数据依据；结合试验结果进行分析和研究结构件外在表现性能与所采用工艺、材料、构型、机构配置等多影响因素的内在映射关系的效果。(二)技术方案为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：四足机器犬腿部实验平台，包括支撑底座，所述支撑底座的上端固定安装有两组支撑限位机架，每组支撑限位机架的后端均固定安装有固定支撑杆，两组支撑限位机架的相对一端固定安装有一号连接杆，每组支撑限位机架远离对应的固定支撑杆的一端均固定安装垂向滑轨，每组垂向滑轨远离对应的支撑限位机架的一端均活动安装有垂向滑块，两组垂向滑块的相对一端均固定安装有二号连接杆，两组垂向滑块远离对应的垂向滑轨的一端固定安装有横向滑轨，所述横向滑轨远离垂向滑块的一端活动安装有横向滑块，所述横向滑块远离横向滑轨的一端固定安装有单腿安装接口，所述单腿安装接口的上端固定安装有负载加载模块。进一步，每组固定支撑杆远离支撑限位机架的一端均与支撑底座的上表面固定安装。进一步，每组垂向滑轨均与对应的垂向滑块设置为相匹配。进一步，所述横向滑轨与横向滑块设置为相匹配。进一步，所述一号连接杆的长度与两组支撑限位机架之间的距离设置为相匹配。进一步，所述二号连接杆的长度与两组垂向滑块之间的距离设置为相匹配。(三)有益效果本技术提供的四足机器犬腿部实验平台。具备以下有益效果：1、该四足机器犬腿部实验平台，通过单腿系统通过试验台架控制单元与加载系统与试验台连接，用于模拟单腿多负载工况，受控状态下计算机输出运动参数，由运动控制器输出控制信号到伺服驱动器，可控制单腿按照不同的运动模态进行运动，电机内置编码器可反馈电机位姿并推算单腿位姿信息，由应变片、压力传感器等组成的系列力测试传感系统反馈单腿结构件内部在不同工况下的受力情况，以此考察结构结构性能，单腿试验台架具备两个方向的自由度，可完成单腿前向、纵向运动。同时设计多工况下的实验平台。2、该四足机器犬腿部实验平台，通过冲击稳定性测试：主要针对机器人在实际工况下不确定冲击进行模拟，对机器人结构关重件进行冲击测试以保证结构在强冲击大负载下的结构稳定性，以腿部平行四边形连杆为例，一般情况下，长杆在受瞬间大冲击时很容易发生失稳而造成连杆变形，从而导致平行四边形角度和位置映射关系遭到破坏，进而整个机器人失控，通过该测试不仅仅要得到满足性能要求的零件，更要探究适合易失稳件的增材制造加工方法。可靠疲劳测试：针对足式机器人腿足结构件和躯干结构件，不仅单个工作周期内应力情况难以控制，在整个生命周期还受到循环周期性应力，针对金属构件而言，疲劳导致的零部件破坏失效比例远远多于其他破坏形式，由于增材制造所制备的零部件内部结构和组织可控，可通过进行可靠和疲劳测试探究内部结构、组织状况与外在表现的作用关系，从而改善结构件内部应力应变情况，提高结构件疲劳寿命。3、该四足机器犬腿部实验平台，同时实现单腿和多工况单腿实验平台；能进行单腿各结构件可靠性疲劳试验、高度控制实验、结构适应性试验、冲击稳定性试验等；能够测试不同工况下基于增材制造结构件的综合力学性能；通过结果改善腿部和躯干结构性能提供理论与工程数据依据；结合试验结果进行分析和研究结构件外在表现性能与所采用工艺、材料、构型、机构配置等多影响因素的内在映射关系。附图说明图1为本技术结构示意图。图中：1支撑底座、2支撑限位机架、3固定支撑杆、4一号连接杆、5垂向滑轨、6垂向滑块、7二号连接杆、8横向滑轨、9横向滑块、10单腿安装接口、11负载加载模块。具体实施方式根据本技术的第一方面，本技术提供四足机器犬腿部实验平台，如图1-1所示，包括支撑底座1，支撑底座1的上端固定安装有两组支撑限位机架2，每组支撑限位机架2的后端均固定安装有固定支撑杆3，两组支撑限位机架2的相对一端固定安装有一号连接杆4，每组支撑限位机架2远离对应的固定支撑杆3的一端均固定安装垂向滑轨5，每组垂向滑轨5远离对应的支撑限位机架2的一端均活动安装有垂向滑块6，两组垂向滑块6的相对一端均固定安装有二号连接杆7，两组垂向滑块6远离对应的垂向滑轨5的一端固定安装有横向滑轨8，横向滑轨8远离垂向滑块6的一端活动安装有横向滑块9，横向滑块9远离横向滑轨8的一端固定安装有单腿安装接口10，单腿安装接口10的上端固定安装有负载加载模块11，每组固定支撑杆3远离支撑限位机架2的一端均与支撑底座1的上表面固定安装，每组垂向滑轨5均与对应的垂向滑块6设置为相匹配，横向滑轨8与横向滑块9设置为相匹配，一号连接杆4的长度与两组支撑限位机架2之间的距离设置为相匹配，二号连接杆7的长度与两组垂向滑块6之间的距离设置为相匹配，该四足机器犬腿部实验平台，通过单腿系统通过试验台架控制单元与加载系统与试验台连接，用于模拟单腿多负载工况，受控状态下计算机输出运动参数，由运动控制器输出控制信号到伺服驱动器，可控制单腿按照不同的运动模态进行运动，电机内置编码器可反馈电机位姿并推算单腿位姿信息，由应变片、压力传感器等组成的系列力测试传感系统反馈单腿结构件内部在不同工况下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.四足机器犬腿部实验平台，包括支撑底座(1)，其特征在于：所述支撑底座(1)的上端固定安装有两组支撑限位机架(2)，每组支撑限位机架(2)的后端均固定安装有固定支撑杆(3)，两组支撑限位机架(2)的相对一端固定安装有一号连接杆(4)，每组支撑限位机架(2)远离对应的固定支撑杆(3)的一端均固定安装垂向滑轨(5)，每组垂向滑轨(5)远离对应的支撑限位机架(2)的一端均活动安装有垂向滑块(6)，两组垂向滑块(6)的相对一端均固定安装有二号连接杆(7)，两组垂向滑块(6)远离对应的垂向滑轨(5)的一端固定安装有横向滑轨(8)，所述横向滑轨(8)远离垂向滑块(6)的一端活动安装有横向滑块(9)，所述横向滑块(9)远离横向滑轨(8)的一端固定安装有单腿安装接口(10)，所述单腿安装接口(10)的上端固定安装有负载加载模块(11)。/n

【技术特征摘要】
1.四足机器犬腿部实验平台，包括支撑底座(1)，其特征在于：所述支撑底座(1)的上端固定安装有两组支撑限位机架(2)，每组支撑限位机架(2)的后端均固定安装有固定支撑杆(3)，两组支撑限位机架(2)的相对一端固定安装有一号连接杆(4)，每组支撑限位机架(2)远离对应的固定支撑杆(3)的一端均固定安装垂向滑轨(5)，每组垂向滑轨(5)远离对应的支撑限位机架(2)的一端均活动安装有垂向滑块(6)，两组垂向滑块(6)的相对一端均固定安装有二号连接杆(7)，两组垂向滑块(6)远离对应的垂向滑轨(5)的一端固定安装有横向滑轨(8)，所述横向滑轨(8)远离垂向滑块(6)的一端活动安装有横向滑块(9)，所述横向滑块(9)远离横向滑轨(8)的一端固定安装有单腿安装接口(10)，所述单腿安装接口(10)的上端固定安装有负载加载模块(11)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：秦敬伟，杨亮，邱金勇，
申请(专利权)人：华融普瑞北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11