本發明專利技術公開了一種柔性軟驅動傳動性能測試平臺，本測試平臺主要包括機架、柔性軟驅動主體、同步傳動裝置、動力系統、直線軌跡行程導引及測量模塊、彎曲軌跡行程導引及測量模塊。機架用于測試平臺上其他零部件的安裝固定。柔性軟驅動主體兩端通過軸承與機架連接，柔性軟驅動主體上安裝了滾子測速模塊。同步傳動裝置主要包含同步帶、同步帶輪及其漲緊裝置。動力系統主要包括電機、編碼器、扭矩傳感器、傳動軸。直線軌跡行程導引及測量模塊包括直線導軌、同步帶、帶輪、編碼器等。彎曲軌跡行程導引及測量模塊包括旋轉主軸、懸臂、摩擦壓片、編碼器等。該測試平臺結構簡單、安裝方便，可互換性強，能夠實現對柔性軟驅動裝置傳動力輸出特性、運動輸出特性及傳動效率等的測試。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種柔性軟驅動傳動性能測試平臺，是一種能夠測試柔性軟驅動裝置傳動力輸出特性、運動輸出特性及傳動效率等傳動性能的高度集成化的測試平臺。
技術介紹
專利“柔性蠕動的管道機器人(ZL200810106352)”，提出了一種柔性軟驅動裝置，該裝置可以在彎曲的狀態下仍然能夠實現螺旋傳動功能。這種柔性軟驅動具有廣泛的應用前景，如在管道機器人應用、曲線運動傳動應用等場合。該柔性軟驅動裝置雖然結構新穎，但是對其傳動性能的研究尚處于起步階段，關于這種柔性軟驅動裝置的傳動性能的專用測試平臺尚處空白，限制了對該柔性軟驅動裝置傳動性能的進一步深入研究。為了獲取這種柔性軟驅動裝置的傳動性能參數，以便深入開展其相關理論和方法的研究工作，有必要設計一種測試平臺，通過實驗來開展對這種柔性軟驅動裝置傳動性能及傳動參數進行測試，并通過實驗評估設計參數及工作條件對對其傳動效果的影響。本測試平臺滿足這一實際需求，并模擬了軟驅動機構多種工作情況，設計了不同測試模塊來實際測量軟驅動裝置傳動過程中的各項工作參數，可滿足對該裝置的研究需求。
技術實現思路
技術問題：柔性軟驅動是一種結構新穎的傳動裝置，通過軟軸的可變形特性，該裝置實現了彎曲狀態下的運動傳遞。但關于該傳動機構的傳動特性的測試平臺尚處空白。本專利技術創造性地提出了一種柔性軟驅動傳動性能測試平臺。該測試平臺能夠測量柔性軟驅動機構動力輸出特性、運動輸出特性及傳動效率，可滿足對該類機構的傳動性能的評估測試。技術方案：一種柔性軟驅動傳動性能測試平臺，本測試平臺主要包括機架(1)、柔性軟驅動主體(2)、同步傳動裝置(3)、動力系統(4)、直線軌跡行程導引及測量模塊(5)、彎曲軌跡行程導引及測量模塊(6)六個部分。機架(1)主要包括支撐板a(101)、支撐板b(102)、支撐板c(103)、底座a(104)、底座b(105)、支腳(106)及主安裝座(107)。底座a(104)上開設有兩條平行導向槽a(108)，支撐板b(102)及支撐板c(103)分別嵌入在導向槽a(108)內，并通過支腳(106)與底座a(104)固連；底座b(105)上開設有導向槽b(109)，支撐板a(101)嵌入在導向槽b(109)內并通過支腳(106)與底座b(105)固連；底座a(104)和底座b(105)通過螺栓固定在主安裝座(107)上。柔性軟驅動主體(2)主要包括軟軸螺旋傳動裝置(2X)、編碼器支架a(204)、小型編碼器(206)、軸承a(207)、軸承蓋a(208)、軸承蓋b(203)、軸承b(215)、彈簧座(209)、滑環(214)。軟軸螺旋傳動裝置(2X)由軟軸(201)、螺母(202)、滾子(212)、擋蓋(213)組成；螺母(202)一端開有鍵槽(216)；滾子(212)與小型軸承(211)配合后安裝于螺母(202)孔中，滾子(212)一端突出螺母(202)外表面，一端突出螺母(202)內表面。軟軸(201)穿過螺母(202)并與滾子(212)嚙合構成螺旋傳動。小型編碼器(206)外殼通過編碼器支架a(204)固定在軟軸螺旋傳動裝置(2X)的螺母(202)上。小型編碼器(206)的信號輸出線纜(205)與滑環(214)連接。滑環(214)由固定片(214a)、轉動片(214b)組成；固定片(214a)與轉動片(214b)之間通過滑動金屬觸點(214c)進行電氣連接。滑環的固定片(214a)與機架的支撐板c(103)固連，轉動片(214b)與螺母(202)固連。同步傳動裝置(3)主要包括漲緊輪調節螺栓(301)、大同步帶輪(302)、漲緊輪(303)、漲緊輪盒(304)、調節滑塊(305)、小同步帶輪(306)、同步帶a(307)。漲緊輪盒(304)利用螺栓固定在支撐板c(103)上。調節滑塊(305)可以沿張緊輪盒(304)長度方向移動，其移動距離由漲緊輪調節螺栓(301)控制。動力系統(4)主要包括編碼器b(401)、編碼器支架b(402)、電機(403)、聯軸器a(404)、扭矩傳感器(405)、扭矩傳感器支架(406)、聯軸器b(407)、軸承c(408)、軸承蓋c(409)、傳動軸(410)。直線軌跡行程導引及測量模塊(5)包括皮帶夾a(501)、帶輪(502)、帶輪支架(503)、支架座(504)、編碼器c(505)、編碼器支架c(506)、摩擦塊(507)、直線導軌(508)、鋼軸(509)、同步帶b(510)、導軌支架(511)、皮帶夾b(512)、直線軸承(513)、滑塊(514)、力傳感器a(515)。彎曲軌跡行程導引及測量模塊(6)包括固定支架(601)、摩擦片(602)、壓片(603)、旋轉滑塊(604)、編碼器支架d(605)、編碼器d(606)、懸臂(607)、力傳感器b(608)。有益效果：通過上述設計方案，本專利技術具有以下有益效果：1、模擬多種工況。本專利技術測試平臺的設計全面考慮了柔性軟驅動在實際運作時可能遇到的多種情況，其主要包括柔性軟驅動不同運動軌跡(如直線運動軌跡及不同曲率半徑運動軌跡條件下)及不同負載條件下的動力輸出特性、運動傳遞特性、傳動效率。。2、結構簡單，可測試參數多。本專利技術測試平臺通過簡單的機械結構直接或間接獲得軟驅動機構驅動性能的相關大量數據；利用多個小型旋轉編碼器同時測量滾動螺母體中不同位置的滾子的轉速，從而間接推導出滾子在柔性軟驅動工作時的運動狀態，有助于探究柔性軟驅動力傳遞機理，從而了解滾子在不同驅動力矩作用下打滑或是阻塞對傳動效率的影響。螺母轉動時小型編碼器隨同一起轉動會發生信號線和電源線甩線的現象，為了避免這種情況的產生，設計了帶有11路引線的滑環。該滑環不僅質量輕薄，而且成本較低，在軸向空間狹小且中空的環境下有不可替代的作用。機架的設計采用了多個支撐板件通過支腳拼接的方法，配合套筒的使用，可以適用于不同規格的軟驅動系統的測試。附圖說明圖1為本專利技術柔性軟驅動傳動性能測試平臺整體結構示意圖。圖2為本專利技術柔性軟驅動傳動性能測試平臺機架結構示意圖。圖3為本專利技術柔性軟驅動傳動性能測試平臺柔性軟驅動主體剖視圖。圖4為本專利技術柔性軟驅動傳動性能測試平臺軟軸螺旋傳動裝置示意圖。圖5為本專利技術柔性軟驅動傳動性能測試平臺軟軸螺旋傳動裝置滾子結構示意圖。圖6為本專利技術柔性軟驅動傳動性能測試平臺的同步傳動裝置示意圖。圖7為本專利技術柔性軟驅動傳動性能測試平臺的動力系統組成示意圖。圖8為本專利技術柔性軟驅動傳動性能測試平臺的直線軌跡行程導引及測量模塊示意圖。圖9為本專利技術柔性軟驅動傳動性能測試平臺的彎曲軌跡行程導引及測量模塊示意圖。圖10為本專利技術柔性軟驅動傳動性能測試平臺的直線軌跡測試示意圖。圖11為本專利技術柔性軟驅動傳動性能測試平臺的彎曲軌跡測試示意圖。圖中有1.機架、2.柔性軟驅動主體、3.同步傳動裝置、4.動力系統、5.直線軌跡行程導引及測量模塊、6.彎曲軌跡行程導引及測量模塊；101.支撐板a、102.支撐板b、103.支撐板c、104.底座a、105.底座b、106.支腳、107.主安裝座、108.導向槽a、109.導向槽b；2X.軟軸螺旋傳動裝置、201.軟軸、202.螺母、203.軸承蓋b、204.編碼器支架a、205.信號輸出線纜、206.小型編碼器、2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種柔性軟驅動傳動性能測試平臺，其特征在于包括機架(1)、柔性軟驅動主體(2)、同步傳動裝置(3)、動力系統(4)、直線軌跡行程導引及測量模塊(5)、彎曲軌跡行程導引及測量模塊(6)六個部分。
【技術特征摘要】
1.一種柔性軟驅動傳動性能測試平臺，其特征在于包括機架(1)、柔性軟驅動主體(2)、同步傳動裝置(3)、動力系統(4)、直線軌跡行程導引及測量模塊(5)、彎曲軌跡行程導引及測量模塊(6)六個部分。2.根據權利要求書1所述的柔性軟驅動傳動性能測試平臺，其特征在于所述的機架(1)主要包括支撐板a(101)、支撐板b(102)、支撐板c(103)、底座a(104)、底座b(105)、支腳(106)及主安裝座(107)。3.根據權利要求書2所述的機架(1)，其特征在于底座a(104)上開設有兩條平行導向槽a(108)，支撐板b(102)及支撐板c(103)分別嵌入在導向槽a(108)內，并通過支腳(106)與底座a(104)固連；底座b(105)上開設有導向槽b(109)，支撐板a(101)嵌入在導向槽b(109)內并通過支腳(106)與底座b(105)固連；底座a(104)和底座b(105)通過螺栓固定在主安裝座(107)上。4.根據權利要求書1所述的柔性軟驅動傳動性能測試平臺，其特征在于所述的柔性軟驅動主體(2)主要包括軟軸螺旋傳動裝置(2X)、編碼器支架a(204)、小型編碼器(206)、軸承a(207)、軸承蓋a(208)、軸承蓋b(203)、軸承b(215)、彈簧座(209)、滑環(214)。5.根據權利要求書4所述的柔性軟驅動主體(2)，其特征在于所述的軟軸螺旋傳動裝置(2X)由軟軸(201)、螺母(202)、滾子(212)、擋蓋(213)組成；螺母(202)一端開有鍵槽(216)；滾子(212)與小型軸承(211)配合后安裝于螺母(202)孔中，其一端突出螺母(202)外表面，一端突出螺母(202)內表面。6.根據權利要求書4所述的柔性軟驅動主體(2)，其特征在于所述的小型編碼器(206)外殼通過編碼器支架a(204)固定在軟軸螺旋傳動裝置(2X)的螺母(202)上；小型編碼器(206)的輸入軸與突出螺母(202)表面的滾...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張延恒，孫漢旭，賈慶軒，范潤露，徐劍，
申請(專利權)人：北京郵電大學，
類型：發明
國別省市：北京;11
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