[发明专利]施力器测试实验台

说明书

一种施力器测试实验台，属于康复健身设备测试检测领域，其特征在于是一种施力器静动态性能测试的实验台。本实验台主要由输出装置控制器、施力器控制器、测量中心、转矩输出装置、辅助连接模拟装置和施力器本体组成。转矩输出装置可输出大小、方向完全可控的转矩，用于模拟人对施力器施加的转矩。辅助连接模拟装置通过改变其弹性模量、转动惯量和摩擦阻力三种参数，可以模拟出多种辅助连接附件。本发明通过采集、处理施力器本体及转矩输出装置的位置、转速和扭矩等信号，可实现施力器本体在不同参数辅助连接模拟装置与指定类型转矩组合下的静动态性能测试。本发明填补了目前康复健身设备测试检测领域尚无可用于动态检测施力器性能的设备的空白。

技术领域

本发明一种施力器测试实验台，属于康复健身设备测试检测领域。具体涉及一种为填补目前康复健身设备测试检测领域尚无可用于动态检测施力器性能设备空白而设计的，能够测试施力器性能以及改进施力器控制算法的施力器测试实验台

背景技术

肌力的精确测量和科学训练对肌肉及运动神经的训练和康复非常重要。施力器作为测量和训练肌力的工具，广泛应用于医疗康复领域和体育健身领域。然而，目前康复健身设备测试检测领域尚无可用于动态检测施力器性能的设备；对于研发、设计和改进施力器而言，施力器的静动态性能检测意义重大。并且，现有技术中急需一种能够测试施力器性能以及改进施力器控制算法的施力器测试实验台的设备以及相应配套的测试技术。

发明内容

本发明一种施力器测试实验台的目的在于：为填补目前康复健身设备测试检测领域尚无可用于动态检测施力器性能的设备的空白，提供一种为了测试施力器的性能以及改进施力器的控制算法而设计的一种施力器测试实验台。

本发明一种施力器测试实验台，其特征在于是一种为了测试施力器的性能以及改进施力器的控制算法而设计的施力器测试实验台，该实验台由型材支架22、调节支座23、调节螺母24、输出装置控制器、施力器控制器、测量中心、施力器本体、辅助连接模拟装置和转矩输出装置组成，其所述的转矩输出装置、辅助连接模拟装置和施力器本体都固定在调节支座23上，调节支座23再固定在型材支架22上；所述的转矩输出装置与辅助连接模拟装置作用时，转矩输出装置与辅助连接模拟装置通过齿轮啮合传动，其中转矩输出装置的小齿轮16和辅助连接模拟装置的腹板式齿轮9间隙通过调节支座23和调节螺母24进行调整，模拟出齿轮传动在换向时的死区；所述的辅助连接模拟装置包括变弹性模量机构、变转动惯量机构和变摩擦阻力机构，通过调节这三个机构模拟弹性模量、转动惯量和摩擦阻力参数不同的辅助连接附件；所述的变弹性模量机构包括弹性轴5、第一联轴器4和第二联轴器6；其中，弹性轴5两端分别通过第一联轴器4、第二联轴器6与施力器本体、齿轮支撑轴8连接；所述的变转动惯量机构包括轴承支座7、齿轮支撑轴8、腹板式齿轮9、不同重量的小铅柱11及紧定螺钉；其中，齿轮支撑轴8通过滚动轴承固定在轴承支座7上，腹板式齿轮9通过键与齿轮支撑轴8连接，小铅柱11在腹板孔上通过紧定螺钉固定；在腹板式齿轮9的六个不同位置的腹板孔上安装不同重量的小铅柱11，模拟辅助连接附件不同大小的转动惯量以及不平衡的转动惯量；所述的变摩擦阻力机构包括固定在腹板式齿轮周边的铜环10、磁铁组件12、磁铁支架13和调整紧定螺钉14；其中，铜环10与腹板式齿轮9刚性联接；磁铁组件12由若干环形永磁体与橡胶圈相间串联在弧形铁圈上，弧形铁圈与铜环10曲率相同，磁铁组件12在铜环10的正下方，当铜环10随腹板式齿轮9转动时，切割磁铁组件的磁感线产生电流进而形成涡流，在磁场中运动的涡流产生洛伦兹力；产生的洛伦兹力与腹板式齿轮9的旋转方向相反，故可模拟摩擦阻力；通过调整紧定螺钉14改变磁铁组件12与铜环10的距离来改变磁感应强度，从而改变辅助连接模拟装置转动时受到摩擦阻力的大小；输出装置控制器与转矩输出装置通过电气连接，以控制转矩输出装置的位置、转速和转矩，施力器控制器与施力器本体也通过电气连接，以控制施力器本体的位置、转速和转矩；测量中心分别与转矩输出装置和施力器本体进行电气连接，以实时检测转矩输出装置和施力器本体上的转矩、转速信息；根据测量中心检测到的信息来动态调节输出装置控制器和施力器控制器的控制指令，以调整转矩输出装置和施力器本体的参数；辅助连接模拟装置两端分别与转矩输出装置和施力器本体机械连接；转矩输出装置将指定类型的转矩通过辅助连接模拟装置作用到施力器本体上，同时通过测量中心实时检测转矩输出装置主动端和施力器本体被动端的位置、转速和转矩三个参数，以完成对施力器的全面测量。