[发明专利]一种人工肌肉集结群输出特性测试装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于人工肌肉集结群测试技术领域，具体涉及一种人工肌肉集结群输出特性测试装置及测试方法。

背景技术

形状记忆合金弹簧具有除了形状记忆合金材料轻质、简单等优点外，还能获得较大的变形量，因而非常适用于微型和小型机器人的驱动。国内外一些学者也对形状记忆合金螺旋弹簧的应力、应变、温度和相变等之间的关系进行了系统测试，并研究了响应速度、驱动电流、预变形量、冷却速度和负载之间的关系。但是这些研究大都围绕单个人工肌肉致动单元展开。当一组人工肌肉集结成群共同作用时，激活不同位置及数目的人工肌肉致动单元，其输出特性将呈现不同情况，且各致动单元之间也会相互影响，呈现出复杂的非线性。针对人工肌肉集结群动态特性及其测试技术、测试装置的研究还鲜见报道。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种人工肌肉集结群输出特性测试装置及测试方法。

所述的一种人工肌肉集结群输出特性测试装置，包括相互连接的计算机和人工肌群控制平台，所述的人工肌群控制平台与人工肌群测试平台连接，其特征在于所述的人工肌群测试平台的输出端通过拉簧与力传感器一端连接，力传感器另一端与恒速控制装置连接，力传感器与LMS数据采集系统连接，所述的人工肌群测试平台的输出端还配合设置反光片，所述的人工肌群测试平台一侧设置与反光片对应的激光位移传感器，激光位移传感器连接显示和记录设备。

所述的一种人工肌肉集结群输出特性测试装置，其特征在于所述的恒速控制装置为工业机器人或高精度托板。

所述的一种人工肌肉集结群输出特性测试装置，其特征在于所述的反光片为带反光的纸片或带反光的金属片，所述的显示和记录装置为示波器或者计算机。

所述的一种人工肌肉集结群输出特性测试装置，其特征在于所述的人工肌群控制平台包括底板，所述的底板配合设置导轨和继电器底座，其特征在于所述的底板上还设置PLC控制器、线槽、空气开关、开关电源，所述的空气开关的外侧设有挡块，所述的继电器底座上设置一组继电器，导轨上设置接线端子，所述的开关电源、继电器、接线端子、空气开关通过导线连接形成供电回路，继电器与人工肌群测试平台连接。

所述的一种人工肌肉集结群输出特性测试装置，其特征在于所述的人工肌群测试平台包括底座，底座上配合设置散热机构及人工肌肉附着平台，所述的人工肌肉附着平台上设有由尼龙丝制成的人工韧带，所述的人工韧带上间隔设置一组由SMA弹簧制成的人工肌肉致动单元，所述的人工肌肉附着平台上配合设置一组与人工肌肉致动单元一一对应的接线口，所述的接线口与继电器一一对应连接。

所述的一种人工肌肉集结群输出特性测试装置，其特征在于所述的人工肌群测试平台的输出端为人工肌肉致动单元的一端端头。

所述的一种人工肌肉集结群输出特性测试装置，其特征在于所述的人工肌肉附着平台包括一组平行设置的支撑板，支撑板上横向间隔设置一组空腔，空腔底部间隔设置一组用于人工韧带活动的通孔，人工韧带一端固定在铰链上，另一端固定在运动测试机构最远的支撑板上，所述的支撑板一侧还设有横梁。

所述的一种人工肌肉集结群输出特性测试装置，其特征在于散热机构设置在人工肌肉附着平台一侧，它包括固定设置在底座上的风扇座，所述的风扇座上安装用于给人工肌肉附着平台散热的风扇。

所述的一种人工肌肉集结群输出特性测试方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤：

1）先依次连接好计算机、人工肌群控制平台和人工肌群测试平台，在外力作用下，使人工肌肉致动单元拉长；

2）按测试需要，通过计算机让人工肌群控制平台的PLC控制器工作，由PLC控制器通过相应继电器使相应接线口通电，产生焦耳热，对应的人工肌肉致动单元在焦耳热的作用下产生相变并收缩，进而回复到初始长度；

3）与人工肌群测试平台的输出端连接的力传感器感应到人工肌肉致动单元收缩产生的力，信号传输给LMS数据采集系统，由传输给LMS数据采集系统记录并处理，测得收缩产生的力；

4）人工肌肉致动单元在收缩的过程中，与人工肌群测试平台的输出端连接的反光片也随着一起动，激光位移传感器将激光打在反光片上，实时检测人工肌群的输出位移，并将检测结果输出到显示和输出设备。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明有以下有益效果：