[发明专利]一种软体节肢机器人关节测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种软体节肢机器人关节测试装置及测试方法。软体机器人是新兴的研究领域，相关研究仍处于起步阶段，需要进行测试。本发明一种软体节肢机器人关节测试装置，包括第一滑轮、夹持机构、第一传动绳、第一质量块和测距传感器。所述的夹持机构包括基座、支架和夹具。基座与机架固定。支架的一端与基座固定，另一端与夹具内的壳体固定。夹具包括壳体、环形气囊和中心定位组件。本发明能够测试软体节肢机器人单个关节的承压范围、关节伸展角度以及角速度、传动效率、关节转矩等一些性能。本发明中夹持机构采用气动的方式进行夹持，通过对气囊充气来实现对软体节肢机器人关节的夹持固定，很好的适应了软体节肢机器人关节材料柔软的特性。

技术领域

本发明属于软体机器人技术领域，具体涉及一种软体节肢机器人关节测试装置及测试方法。

背景技术

机器人的使用已经成为工业生产和生活中不可或缺的产品，传统意义上的机器人主要是以刚性结构为主，但是其刚性结构材料导致它无法适应复杂环境的变化，这也使得它自身存在一些体型庞大，安全性低等缺点。随着人们越来越重视与非结构化环境的相互作用，机器人必须变得不那么僵硬和固定化。软体机器人具有良好的柔性，能够通过自身形变适应外部环境，能够在空间狭小的环境中进行作业，在救援、探测方面表现出广阔的应用前景。同时，软体机器人具有良好的生物兼容性，不会对生物组织造成伤害，逐渐受到医疗工作者的关注。软体机器人是新兴的研究领域，相关研究仍处于起步阶段。因此，开展软体机器人理论与相关技术的研究对促进软体机器人技术的发展和应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软体节肢机器人关节测试装置及测试方法。

本发明一种软体节肢机器人关节测试装置，包括第一滑轮、夹持机构、第一传动绳、第一质量块和测距传感器。所述的夹持机构包括基座、支架和夹具。所述的基座与机架固定。所述支架的一端与基座固定，另一端与夹具内的壳体固定。

所述的夹具包括壳体、环形气囊和中心定位组件。壳体上开设有中心孔。壳体的中心孔的中间孔段内设置有环形气囊。所述的中心定位组件包括环形中心盘、扇片、连杆和环形调节转盘。环形中心盘与环形调节转盘同轴设置。n根连杆的一端均与环形调节转盘铰接。n片扇片均与环形中心盘铰接。n片扇片与n根连杆的另一端分别铰接。

所述的中心定位组件共有两个。两个中心定位组件分别位于壳体的两端。两个中心定位组件内的环形中心盘均与壳体固定。两个中心定位组件内的环形调节转盘均与壳体构成转动副。

所述的第一滑轮支承在机架上。第一传动绳绕过第一滑轮。第一传动绳的一端与第一质量块固定。测距传感器位于第一质量块的正下方，且检测头朝向第一质量块。

作为优选，本发明一种软体节肢机器人关节测试装置还包括第二滑轮、第二质量块和第二传动绳。两个第二滑轮均支承在机架上。第二传动绳绕过第二滑轮。第二传动绳的两端与第一质量块、第二质量块分别固定。第一质量块与第二质量块的重量相同。

作为优选，本发明一种软体节肢机器人关节测试装置还包括软体节肢机器人关节和机器人驱动机构。软体节肢机器人关节包括外部骨架、内部气囊和弹性带。外部骨架呈V形，由两根关节臂组成。两根关节臂的连接处设置有柔性铰链。两根关节臂均的材质均为机聚合物。两根关节臂的连接处内侧设置有内部气囊。弹性带的两端与两根关节臂的中部分别固定；所述的机器人驱动机构包括注射泵和压力传感器。注射泵的输出口与压力传感器的检测口及内部气囊的通气口均连通。

作为优选，所述壳体的中心孔呈两端大中间小的阶梯孔状。两个中心定位组件内的环形中心盘分别嵌入壳体中心孔两端的孔段并与壳体固定。