[实用新型]翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置

说明书

本实用新型公开了一种翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置，其第一滑移机构的传力齿条和一号滑块之间设有测力装置，翻转机构的齿轮轴的齿轮与传力齿条啮合，从而传力齿条能够随齿轮轴的转动实现线性滑动，由于齿轮和传力齿条的齿距小，故对于小尺寸柔顺机构的测量也尤为适用；测试前将环状的柔顺机构切割成两段，并将各段柔顺机构的两端分别连接至同侧的齿轮轴和转轴的端部，通过对一号滑块和/或二号滑块进行滑动调节，即实现对柔顺机构翻转角度的精确控制，同时齿轮轴的齿轮与传力齿条的传动配合，柔顺机构翻转时产生的扭矩转化为能够被测力装置测量得出的力，从而结合齿轮轴的齿轮半径即可计算获得翻转力矩值，操作方便可靠。

技术领域

本实用新型涉及检测仪器领域，特别是涉及一种翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置。

背景技术

柔顺机构的是指一类利用自身弹性变形传递力或位移的装置，具有无间隙、无润滑、不需要装配、高精度、高刚度等优点，被广泛应用于机器人科学、精密定位、医疗工程等多个领域，现逐渐成为机构学相关科研人员热衷研究的方向。

与传统的刚性机构不同，柔顺机构在运动和变形过程中本身就具有内势能的变化，其中某些特殊的柔顺机构在运动过程中会自发的停留在一个或者多个位置状态，这种现象被称为柔顺机构的多稳态现象。柔顺机构的稳态往往可以映射到其变成过程中的内势能-位移曲线的极小值，因此研究柔顺机构的内势能变化情况是研究柔顺机构稳态的关键。大多数多稳态柔顺机构都是在移动过程中具有一个或者多个稳定位置，它们的力学性能测试方法往往比较简单，只需要测试其力 -位移曲线就可以满足需求，常用的力学性能测试平台都能实现该功能。而具有转动功能的柔顺机构往往需要测试其力矩-转角曲线，不容易直接测量获取。

扭矩的测定是许多研究对某一结构力学性能优略的重要依据之一，其中翻转扭矩则是对柔顺机构的翻转是扭矩传递的测定的重要依据，然而，目前市面上还没有针对小尺寸大行程的柔顺机构翻转力矩的测定的相关装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置。

根据本实用新型实施例的翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置，其包括底座；翻转机构，设在所述底座的中部，所述翻转机构包含支架和转动安装在所述支架上的齿轮轴；第一滑移机构，置于所述支架的一侧，所述第一滑移机构具备第一导轨、滑动安装在所述第一导轨上的一号滑块及连接所述一号滑块的传力齿条，所述传力齿条与所述齿轮轴的齿轮啮合；以及第二滑移机构，设于所述支架的另一侧，所述第二滑移机构具有第二导轨和滑动安装在所述第二导轨上的二号滑块，所述二号滑块上配置有支撑座；其中，所述传力齿条和所述一号滑块之间设有测力装置，所述支撑座上穿接一转轴，所述转轴的中心线与所述齿轮轴的中心线位于同一水平面上，所述柔顺机构的一端连接至所述齿轮轴且另一端与所述转轴连接。

根据本实用新型实施例的翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置，至少具备如下的有益效果：该翻转多稳态柔顺机构的力学性能测试装置，包括底座、翻转机构、第一滑移机构和第二滑移机构，其中，第一滑移机构的传力齿条和一号滑块之间设有测力装置，翻转机构的齿轮轴的齿轮与传力齿条啮合，从而传力齿条能够随齿轮轴的转动实现线性滑动，由于齿轮和传力齿条的齿距小，故对于小尺寸柔顺机构的测量也尤为适用；测试前将环状的柔顺机构切割成两段，并将各段柔顺机构的两端分别连接至同侧的齿轮轴和转轴的端部，通过对一号滑块和/ 或二号滑块进行滑动调节，即实现对柔顺机构翻转角度的精确控制，同时齿轮轴的齿轮与传力齿条的传动配合，柔顺机构翻转时产生的扭矩转化为能够被测力装置测量得出的力，从而结合齿轮轴的齿轮半径即可计算获得翻转力矩值，操作方便可靠。再者，设置转轴的中心线与齿轮轴的中心线位于同一水平面上，能够保证柔顺机构的两端连接处受重力影响相同，从而提高数据准确度。

根据本实用新型的一些实施例，所述一号滑块的上方固定一连接台，所述测力装置的一端固接至所述连接台，所述测力装置的另一端与所述传力齿条的端部相连。