[发明专利]绳索传动的多动平台并联髋关节试验机控制系统及方法

摘要

本发明公开绳索传动的多动平台并联髋关节试验机控制系统及方法，包括测量单元、牵引装置、光栅尺位移传感器、测量工控机、主控工控机、多轴运动控制卡、可编程逻辑控制器、液压缸加载力传感器和加载液压缸电磁阀；测量单元和液压缸加载力传感器的输出端与测量工控机输入端连接，测量工控机输出端与主控工控机输入端连接；主控工控机与可编程逻辑控制器传输连接，可编程逻辑控制器输出端与加载液压缸电磁阀输入端连接；主控工控机与多轴运动控制卡传输连接，多轴运动控制卡与牵引装置传输连接，光栅尺位移传感器安装在牵引装置上检测绳索伸缩度，光栅尺位移传感器输出端与测量工控机的信号输入端连接。本发明能够实现对髋关节试验机精准、稳定的控制。

主权项

绳索传动的多动平台并联髋关节试验机控制系统，其特征在于：控制系统包括测量单元、一号通讯装置、牵引装置、光栅尺位移传感器、测量工控机、二号通讯装置、主控工控机、多轴运动控制卡、三号通讯装置、可编程逻辑控制器、液压缸加载力传感器和加载液压缸电磁阀；所述测量单元的信号输出端通过一号通讯装置与测量工控机的信号输入端连接，所述液压缸加载力传感器的信号输出端与测量工控机的信号输入端连接，所述测量工控机的信号输出端通过二号通讯装置与主控工控机的信号输入端连接；所述主控工控机通过三号通讯装置与可编程逻辑控制器信号传输连接，所述可编程逻辑控制器的信号输出端与加载液压缸电磁阀的信号输入端连接；所述主控工控机与多轴运动控制卡信号传输连接，所述多轴运动控制卡与牵引装置信号传输连接，所述光栅尺位移传感器的信号输出端与测量工控机的信号输入端连接；试验机包括加载液压缸(12)、液压缸加载力传感器、顶板(13)、底板(34)和边支柱(14)构成的框架，所述液压缸加载力传感器包括力传感器一(15)、力传感器二(23)和力传感器三，所述框架内上、下分布设置的上中间支撑板(7)和下中间支撑板(10)，所述上中间支撑板(7)与上辅助板(20)同水平面固定设置，所述下中间支撑板(10)与下辅助板(9)同水平面固定设置，所述上辅助板(20)和下辅助板(9)上分别设有若干对应的通孔，对应所述上辅助板(20)上的通孔内设置有上套筒(21)，对应所述下辅助板(9)上的通孔内设置有下套筒(27)；所述上中间支撑板(7)连接有滚珠花键套(6)，从下至上，所述滚珠花键套(6)与连接法兰一(5)相连，所述连接法兰一(5)与第一中间支柱(4)固定连接，所述中间支柱(4)内设有球面基座(3)，所述球面基座(3)上设有轴承座圈(2)，所述轴承座圈(2)与溶液盆(1)相连，所述溶液盆(1)内设置有关节头和球头座，所述溶液盆(1)上设有与其盆缘固定连接的第一动平台(16)；从上至下，所述滚珠花键套(6)与连接法兰二(22)连接，所述连接法兰二(22)与第二中间支柱(8)连接，所述第二中间支柱(8)通过力传感器二(23)和导向套与第二动平台(24)驱动连接；所述第二动平台(24)至第三动平台(28)之间的结构与所述第一动平台(16)至第二动平台(24)之间的结构相同；所述液压缸(12)与顶板(13)相连，且所述液压缸(12)通过导向套和力传感器一(15)与第一动平台(16)驱动连接；所述第三动平台(28)下方通过第三中间支柱(35)与底板(34)固定；所述第一动平台(16)、第二动平台(24)和第三动平台(28)上均匀设置若干个球铰连接端点，所述第一动平台(16)上的球铰连接端点上分别连接钢丝绳穿过对应的上套筒(21)和下套筒(27)，并经底板(34)上的第二支撑板(30)和张紧装置(31)收紧后与牵引装置(11)连接，所述第二动平台(24)上的球铰连接端点上分别连接钢丝绳穿过对应的下套筒(27)，并经底板(34)上的第二支撑板(30)和张紧装置(31)收紧后与牵引装置(11)连接，所述第三动平台(28)上的球铰连接端点上分别连接钢丝绳，并依次经底板(34)上的第一支撑板(33)、第二支撑板(30)以及张紧装置(31)收紧后与牵引装置(11)连接，所述第一支撑板(33)的高度小于第二支撑板(30)的高度。