[发明专利]一种水平式软体节肢机器人关节测试装置及其测试方法

说明书

本发明公开了一种水平式软体节肢机器人关节测试装置及其测试方法。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。本发明包括夹持机构、圆弧滑轨、弧形滑块、连杆、直线滑轨、直线滑块、负载弹簧和测距传感器；夹持机构包括壳体、环形气囊和中心定位组件；圆弧滑轨及直线滑轨均水平设置。弧形滑块与圆弧滑轨构成沿圆弧滑动的滑动副。直线滑块与直线滑轨构成滑动副。连杆的两端与弧形滑块、直线滑块分别铰接。负载弹簧的两端分别抵住直线滑块、直线滑轨上的限位板。负载弹簧位于直线滑块远离夹持机构的一侧。本发明利用曲柄滑块机构和弹簧相配合，能够分别进行空载和有负载情况下的测试。

技术领域

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

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水平式软体节肢机器人关节测试装置及其测试方法。

本发明一种水平式软体节肢机器人关节测试装置，包括夹持机构、圆弧滑轨、弧形滑块、传动连杆、直线滑轨、直线滑块、负载弹簧和测距传感器；所述的夹持机构包括壳体、环形气囊和中心定位组件；壳体上开设有轴线水平设置的中心孔；壳体的中心孔内设置有环形气囊；所述的中心定位组件包括环形中心盘、扇片、调节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根调节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根调节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。

所述的圆弧滑轨及直线滑轨均水平设置。圆弧滑轨的圆心轴线与壳体的中心孔轴线相交。直线滑轨的中心轴线与壳体的中心孔轴线重合。弧形滑块与圆弧滑轨构成沿圆弧滑动的滑动副。直线滑块与直线滑轨构成滑动副。传动连杆的两端与弧形滑块、直线滑块分别铰接。负载弹簧的两端分别抵住直线滑块、直线滑轨上的限位板。负载弹簧位于直线滑块远离夹持机构的一侧。

作为优选，本发明一种水平式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。

作为优选，所述壳体的两端端面均开设有m个螺纹孔。位于壳体同一端的m个螺纹孔沿壳体中心孔轴线的周向均布。环形调节转盘上开设有沿自身轴线周向均布的m个圆弧槽。各圆弧槽的圆心均在环形调节转盘的轴线上。环形中心盘上的m个圆弧槽与壳体对应端面上的m个螺纹孔分别对齐。m个调节螺栓分别穿过m个圆弧槽，并与m个螺纹孔构成螺旋副。

作为优选，所述的扇片呈钝角三角形状。扇片的钝角均位于钝角对边远离环形中心盘中心轴线的一侧。同一中心定位组件内的n片扇片的钝角对边合围成一个正n边形。