本实用新型专利技术涉及一种连续体脊柱弯曲检测装置，涉及机器人技术领域，其包括位移传感器、四个拉力传感器、连续体脊柱及驱动机构。本实用新型专利技术通过设置所述位移传感器、四个拉力传感器、连续体脊柱及驱动机构，当所述驱动机构驱动所述第一钢索和/或第二钢索运动时，可带动所述连续体脊柱弯曲，所述钢丝组件也发生弯曲并在所述位移传感器显示位移量的检测值，所述四个拉力传感器则根据所述第一钢索和第二钢索的不同运动测得所述第一钢索和第二钢索的拉力值，即能够实时检测连续体脊柱弯曲后的位移量和拉力值。移量和拉力值。移量和拉力值。
【技术实现步骤摘要】
一种连续体脊柱弯曲检测装置
[0001]本技术涉及机器人
，尤其涉及一种连续体脊柱弯曲检测装置。
技术介绍
[0002]四足机器人主要是以四足哺乳动物为仿生对象研究开发的一类移动机器人，四足哺乳动物非结构环境下的高机动性是通过躯体变刚度特性、腿关节变刚度特性以及躯体与腿的协调运动实现的，可实现连续的加减速、原地转向、步态变换运动以平稳穿越复杂地形，可广泛运用于抢险救灾。四足哺乳动物的超级运动能力为研制高性能四足机器人提供了很好的生物学模板。目前国内外已提出的采用刚性脊柱及少量采用带被动脊柱或单自由度回转副脊柱的仿生四足机器人运动性能与四足哺乳动物相比仍有较大差距。自然界动物超凡的运动性能与其所具有的柔性脊柱是密不可分的。
[0003]专利CN110254552B公布了一种变刚度的仿生四足机器人柔性连续体脊柱机构，一是具有连续体机器人固有的多自由度及柔顺性，能增加机体的灵活性及缓解与环境接触时的冲击力。二是实现了脊柱水平方向和垂直方向的柔性弯曲，提高了四足机器人运动的灵活性和运动性能。三是在其有效刚度调节范围内，在调节变量与脊柱刚度之间建立了一种线性关系，获得了精确的刚度控制能力。四是可以通过实时调节脊柱刚度改变了机体系统固有频率，消除了机体系统自由振荡所耗费的能量，使机体系统的能量效率达到最优，提升了四足机器人的运动性能。五是使刚度调节与位置控制功能解耦，降低了控制难度。六是电动机在转动过程中不需要持续提供驱动脊柱关节和维持刚度所需要的双重力矩，降低了能耗。
[0004]然而，现有技术中不能实时检测连续体脊柱弯曲后的位移量和拉力值，为此，本技术提出一种连续体脊柱弯曲检测装置。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的状况，本技术提供了一种连续体脊柱弯曲检测装置，能够有效解决现有技术中不能实时检测连续体脊柱弯曲后的位移量和拉力值的问题。
[0006]本技术通过下述技术方案实现：
[0007]本技术提供了一种连续体脊柱弯曲检测装置，包括：
[0008]位移传感器。
[0009]四个拉力传感器。
[0010]连续体脊柱，所述连续体脊柱包括关节支架基节、关节支架中节、关节支架末节、第一钢索和第二钢索，所述关节支架中节包括橡胶支柱、穿设于所述橡胶支柱内的钢丝组件及套设于所述橡胶支柱的至少三个十字型关节支架，所述橡胶支柱的两端分别与所述关节支架基节和关节支架末节连接，所述钢丝组件的一端与所述关节支架基节固定连接、另一端经由所述位移传感器与所述关节支架末节固定连接，每个所述十字型关节支架的横向两端均开设有第一导孔、纵向两端均开设有第二导孔，所述四个拉力传感器固设于所述关
节支架末节且分别与一个所述第一导孔或第二导孔一一对应，所述第一钢索的一端与一个所述第一导孔对应的拉力传感器连接、另一端依次穿设于所述至少三个十字型关节支架一端和另一端的第一导孔并与另一个所述第一导孔对应的拉力传感器连接，所述第二钢索的一端与一个所述第二导孔对应的拉力传感器连接、另一端依次穿设于所述至少三个十字型关节支架一端和另一端的第二导孔并与另一个所述第二导孔对应的拉力传感器连接。
[0011]驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述第一钢索和/或第二钢索运动以带动所述连续体脊柱弯曲。
[0012]进一步的，所述钢丝组件包括钢丝内线、橡胶夹层、聚丙烯线圈护套及两个聚丙烯封头，所述钢丝内线由内向外依次包覆有所述橡胶夹层和聚丙烯线圈护套，所述聚丙烯线圈护套穿设于所述橡胶支柱内，所述两个聚丙烯封头分别设于所述橡胶支柱对应所述聚丙烯线圈护套的两端，所述钢丝内线分别伸出所述两个聚丙烯封头且其一端与所述关节支架基节固定连接、另一端经由所述位移传感器与所述关节支架末节固定连接。
[0013]进一步的，所述驱动机构包括第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件用于驱动所述第一钢索运动，所述第二驱动组件用于驱动所述第二钢索运动。
[0014]进一步的，所述第一驱动组件包括第一驱动件、第一主动轮及第一导向轮，所述第一钢索绕设于所述第一主动轮和第一导向轮，所述第一驱动件用于驱动所述第一主动轮转动以带动所述第一钢索运动。
[0015]进一步的，所述第一导向轮的个数为2N个，N为正整数，2N个所述第一导向轮的一半位于所述十字型关节支架横向的一端、另一半位于所述十字型关节支架横向的另一端。
[0016]进一步的，所述第二驱动组件包括第二驱动件、第二主动轮及第二导向轮，所述第二钢索绕设于所述第二主动轮和第二导向轮，所述第二驱动件用于驱动所述第二主动轮转动以带动所述第二钢索运动。
[0017]进一步的，所述第二导向轮的个数为2N个，N为正整数，2N个所述第二导向轮的一半位于所述十字型关节支架纵向的一端、另一半位于所述十字型关节支架纵向的另一端。
[0018]进一步的，所述第一驱动件和第二驱动件均为蜗轮蜗杆结构。
[0019]进一步的，所述位移传感器为YK150型号的微型位移传感器。
[0020]进一步的，所述拉力传感器为ZNLBS型号的微型拉力传感器。
[0021]本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0022]本技术通过设置所述位移传感器、四个拉力传感器、连续体脊柱及驱动机构，当所述驱动机构驱动所述第一钢索和/或第二钢索运动时，可带动所述连续体脊柱弯曲，所述钢丝组件也发生弯曲并在所述位移传感器显示位移量的检测值，所述四个拉力传感器则根据所述第一钢索和第二钢索的不同运动测得所述第一钢索和第二钢索的拉力值，即能够实时检测连续体脊柱弯曲后的位移量和拉力值。
附图说明
[0023]图1为本技术提供的连续体脊柱弯曲检测装置一实施例的立体结构示意图；
[0024]图2为本技术提供的连续体脊柱弯曲检测装置一实施例的正视结构示意图；
[0025]图3为图2中A
‑
A方向上的剖面结构示意图；
[0026]图4为图3中B部分的局部放大结构示意图；
[0027]图5为本技术提供的连续体脊柱弯曲检测装置一实施例的俯视结构示意图；
[0028]图6为图5中D
‑
D方向上的剖面结构示意图；
[0029]图7为本技术提供的钢丝组件部分结构在未弯曲状态下一实施例的立体结构示意图；
[0030]图8为本技术提供的钢丝组件部分结构在弯曲状态下一实施例的立体结构示意图。
[0031]附图标记：1、位移传感器；2、拉力传感器；3、连续体脊柱；31、关节支架基节；32、关节支架中节；321、橡胶支柱；322、钢丝组件；3221、钢丝内线；3222、橡胶夹层；3223、聚丙烯线圈护套；3224、聚丙烯封头；323、十字型关节支架；3231、第一导孔；3232、第二导孔；33、关节支架末节；34、第一钢索；35、第二钢索；4、驱动机构；41、第一驱动组件；411、第一驱动件；412、第一主动轮；413、第一导向轮；4本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种连续体脊柱弯曲检测装置，其特征在于，包括：位移传感器；四个拉力传感器；连续体脊柱，所述连续体脊柱包括关节支架基节、关节支架中节、关节支架末节、第一钢索和第二钢索，所述关节支架中节包括橡胶支柱、穿设于所述橡胶支柱内的钢丝组件及套设于所述橡胶支柱的至少三个十字型关节支架，所述橡胶支柱的两端分别与所述关节支架基节和关节支架末节连接，所述钢丝组件的一端与所述关节支架基节固定连接、另一端经由所述位移传感器与所述关节支架末节固定连接，每个所述十字型关节支架的横向两端均开设有第一导孔、纵向两端均开设有第二导孔，所述四个拉力传感器固设于所述关节支架末节且分别与一个所述第一导孔或第二导孔一一对应，所述第一钢索的一端与一个所述第一导孔对应的拉力传感器连接、另一端依次穿设于所述至少三个十字型关节支架一端和另一端的第一导孔并与另一个所述第一导孔对应的拉力传感器连接，所述第二钢索的一端与一个所述第二导孔对应的拉力传感器连接、另一端依次穿设于所述至少三个十字型关节支架一端和另一端的第二导孔并与另一个所述第二导孔对应的拉力传感器连接；驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述第一钢索和/或第二钢索运动以带动所述连续体脊柱弯曲。2.根据权利要求1所述的连续体脊柱弯曲检测装置，其特征在于，所述钢丝组件包括钢丝内线、橡胶夹层、聚丙烯线圈护套及两个聚丙烯封头，所述钢丝内线由内向外依次包覆有所述橡胶夹层和聚丙烯线圈护套，所述聚丙烯线圈护套穿设于所述橡胶支柱内，所述两个聚丙烯封头分别设于所述橡胶支柱对应所述聚丙烯线圈护套的两端，所述钢丝内线分别伸出所述两个聚丙烯封头且其一端与所述关节支架基节固定连接、另一端经由所述位移传感器与所述关节...
【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞亚，吴平，王永康，谭跃刚，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：
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