[发明专利]一种并联式六自由度步态模拟的实验装置

权利要求书

1.一种并联式六自由度步态模拟的实验装置，其特征在于，该装置包括框架机构、六杆并联机构及串联加载机构，所述的框架机构固定在地面，最上方安装有肌腱驱动设备，下部安有可调高度的测力板，所述的六杆并联机构通过定平台固定悬挂在框架机构内，所述的串联加载机构的液压缸的缸体通过头部法兰安装在六杆并联机构的动平台上。

2.根据权利要求1所述的一种并联式六自由度步态模拟的实验装置，其特征在于，所述的六杆并联机构为Stewart并联结构，由一定平台、六组相同的顶部虎克铰、六条相同的运动支链、六组相同的底部虎克铰和一动平台组成的UPU并联机构，所述的动平台可实现沿X、Y、Z向的平移和绕X、Y、Z轴的旋转。

3.根据权利要求2所述的一种并联式六自由度步态模拟的实验装置，其特征在于，所述的定平台上设有空间朝向的六个安装座及座上的安装孔，用于安装六组顶部虎克铰链的固定U形耳，最小化顶部虎克铰在并联机构工作零位时的摆角；所述的动平台上设有空间朝向的六个安装座及座上的安装孔，用于安装六组底部虎克铰链的固定U形耳，最小化底部虎克铰在并联机构工作零位时的摆角。

4.根据权利要求2所述的一种并联式六自由度步态模拟的实验装置，其特征在于，所述的运动支链由顶部U形转动连接座、液压缸、活塞杆及底部U形转动连接座组成，所述的液压缸为位移传感器内置的伺服液压缸，所述的顶部U形转动连接座经法兰固定在液压缸尾部，所述的活塞杆的头部与底部虎克铰的转动U形耳螺纹固连。

5.根据权利要求2所述的一种并联式六自由度步态模拟的实验装置，其特征在于，所述的顶部虎克铰由顶部固定U形耳、顶部十字轴和顶部转动U形耳构成，所述的顶部固定U形耳通过轴孔座连接顶部十字轴的一轴，顶部十字轴的另一轴与顶部转动U形耳的轴孔座连接，顶部固定U形耳与定平台的安装座上的孔固定连接，顶部转动U形耳与运动支链的液压缸尾部的法兰连接；所述的底部虎克由底部固定U形耳、底部十字轴和底部转动U形耳构成，所述的底部固定U形耳通过轴孔座连接底部十字轴的一轴，底部十字轴的另一轴与底部转动U形耳的轴孔座连接，底部固定U形耳与动平台安装座上的孔固定连接，底部转动U形耳与运动支链的液压缸的活塞头部螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种并联式六自由度步态模拟的实验装置，其特征在于，所述的串联加载装置由加载液压缸、2个滑槽固定角件、2个固定滑槽、2个导轨、1个导轨固定轴、1个力位移传感器、1个胫骨连接杆、1个多孔盘和数条肌腱力驱动线缆组成，所述的加载液压缸通过头部法兰固定在动平台上，加载液压缸的活塞推杆螺纹连接导轨固定轴一端，提供加载胫骨所需轴向位移和力。

7.根据权利要求6所述的一种并联式六自由度步态模拟的实验装置，其特征在于，所述的滑槽固定角件的一端固定在动平台上，另一端固定滑槽，2个滑槽固定角件为相对布置，所述的导轨一面通过内六角螺钉固定在导轨固定轴上，另一面在滑槽内滑动。

8.根据权利要求6所述的一种并联式六自由度步态模拟的实验装置，其特征在于，所述的胫骨连接杆的下端连接脚的胫骨，上端连接力位移传感器，中下部通过键槽固定多孔盘，所述的力位移传感器检测导轨固定轴传递的加载力，所述的加载肌腱力的线缆通过孔来分隔开。

9.根据权利要求1所述的一种并联式六自由度步态模拟的实验装置，其特征在于，所述的可调高度的测力板依靠调节4个支撑测力板安装架的下螺母在各自丝杠上的停留高度进行高度调节。

10.根据权利要求1所述的一种并联式六自由度步态模拟的实验装置，其特征在于，所述的肌腱驱动设备经电机输出经齿轮减速组后带动链轮来拉动链条末端夹紧肌腱。