[发明专利]一种仿生机构运动调试试验台

说明书

本发明公开了一种仿生机构运动调试试验台，包括用于关节及其驱动或控制调试的关节驱动调试台、用于单腿/单臂机构的功能调试与控制算法验证的物理样机，还包括控制关节驱动调试台和物理样机的控制系统；所述控制系统分别与关节驱动调试台和物理样机电性连接。本发明的机构运动调试试验台作为仿生机器人设计、研究领域的基础环节，为机械腿、机械臂的设计和优化提供基础，也是对仿真结果的验证，使得其设计从以往的依据仿真计算结果到依据调试试验数据，其设计效率和设计成功率都大为提高。

技术领域

本发明涉及一种适用于机器人关节机构调试与演示试验设备，更具体地，特别涉及一种用于仿生机械腿或机械臂性能验证与优化、机构运动控制算法调试的机构运动调试试验台。

背景技术

现阶段，仿生机器人作为最热门的研究领域之一。在仿生机器人研究领域，作为机构最直接的执行者——机械腿或机械臂，其性能优劣直接影响到整个系统的研究结果。因此，研究机器人的机械臂、机械腿及其转动关节的运动规律与控制规律有着重要的研究意义。基于此，需要一种专用的装置，用于机械腿、机械臂的性能验证与优化。

仿生机械腿、机械臂的性能验证与优化的主要研究工作包括关节驱动设计与控制、单腿/单臂设计结构验证与优化、单腿/单臂结构统控制算法研究等工作。其目的为验证单腿/单臂机构的关节驱动功能以及单腿/单臂承载能力和结构强度，获取关节驱动的模型和单腿/单臂系统相关能力的实验数据，为其结构的设计优化与控制提供有力支撑。本发明作为一种专用的装置，可用于以上工作的完成，为机械腿、机械臂的设计提供参考依据和设计基础。在装机试验之前，应用该装置对关节以及单腿/单臂系统进行调试试验，有助于验证实际实验结果与设计计算结果的差异，验证控制算法的可靠性和准确性，减少由于评估不准确而造成的设计效率低下和支撑力矩不足造成的破坏。

因此，本发明公开的这种机构运动调试试验台符合仿生机械腿、机械臂的设计应用需求，可有效提高仿生机械腿、机械臂的设计效率，降低设计成本，提升系统的结构合理性和可靠性。

发明内容

发明目的

本发明的目的在于提供一种用于仿生机械腿系统的控制-驱动-执行系统的联合调试的装置，可为仿生机械腿、机械臂关节及其驱动技术的研究和单腿/单臂系统设计与优化技术的研究提供数据支持和试验验证支撑。主要用于关节及其驱动/控制调试和单腿/单臂机构的功能调试，并具备相应控制算法的开发与优化功能，同时控制算法可离线执行。该装置集研究功能调试与成果展示于一体。

发明技术解决方案

为了实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种仿生机构运动调试试验台，包括用于关节及其驱动或控制调试的关节驱动调试台、用于单腿/单臂机构的功能调试与控制算法验证的物理样机，还包括控制关节驱动调试台和物理样机的控制系统；所述控制系统分别与关节驱动调试台和物理样机电性连接。

优选的，所述关节驱动调试台包括依次连接的电机、减速机、扭矩传感器、制动器和编码器。

优选的，所述物理样机包括龙门架，物理样机连接座，仿生机械腿/机械臂，关节驱动装置；所述关节驱动装置与仿生机械腿/机械臂连接，所述仿生机械腿/机械臂安装于物理样机连接座上，物理样机连接座安装于龙门架上；仿生机械腿/机械臂可在关节驱动装置的驱动下运动。

优选的，所述关节驱动装置包括安装于保护外壳内的通过轴依次连接的电机，减速机、制动器和编码器。保护外壳通过法兰板安装于物理样机上，通过动力输出轴将驱动装置的动力输出。

优选的，所述物理样机还包括应变片和力传感器，所述应变片和力传感器设置于仿生机械腿/机械臂的底部。

优选的，所述编码器为两台。