[发明专利]一种松软地面步行足运动学与力学性能测试平台

摘要

本发明公开了一种松软地面步行足运动学与力学性能测试平台，由土槽、水平拖拽系统、垂直拖拽系统、摆动驱动系统组成，步行机械足安装在摆动驱动系统的输出轴上，可模仿生物足的跨步运动过程，其中，摆动驱动系统实现摆腿牵引动作，垂直拖拽系统实现抬腿、落腿等动作，水平拖拽系统实现伸腿动作。同时，该平台可测试足/壤作用相关运动学和力学性能参数，包括足的前进速度、沉陷量、三个方向受力以及扭矩。整个测试平台结构简单，且具有多重功能。在满足模仿生物足跨步动作的基础上，对足/壤作用性能参数进行定量描述。

主权项

1.一种松软地面步行足运动学与力学性能测试平台，其特征在于：包括土槽(2)、水平拖拽系统、垂直拖拽系统和摆动驱动系统；水平拖拽系统是由标尺(3)、直线导轨(4)、齿条托板(6)、齿条(5)、齿轮(9)、水平滑块(12)、水平拖拽电机(13)、减速箱(34)、纵向轴(8)、轴承(33)、轴承座(11)、离合器(10)、编码器(32)、纵向架(7)组成，直线导轨(4)、齿条托板(6)安装在土槽(2)的架上，水平滑块(12)安装在直线导轨(4)上，齿条(5)安装在齿条托板(6)上，编码器(32)安装在水平滑块(12)前端，纵向架(7)和轴承座(11)安装在水平滑块(12)上，齿轮(9)、轴承(33)、离合器(10)安装在纵向轴(8)上，纵向轴(8)通过减速箱(34)与水平拖拽电机(13)相连；垂直拖拽系统由垂直移动杆(23)、第一垂直移动板(15)、第二垂直移动板(20)、第三垂直移动板(25)、垂直固定杆(22)、第一垂直固定板(14)、第二垂直固定板(18)、垂直丝杠(17)、直线轴承(16)、卡簧(24)、垂直拖拽电机(19)、配重块(21)、垂直位移传感器(31)组成，第一垂直固定板(14)与纵向架(7)连接固定，卡簧(24)的位置介于第一垂直移动板(15)与第二垂直固定板(18)之间，卡簧(24)可上下移动，变换位置，配重块(21)放置在第二垂直移动板(20)上，起到了模拟生物体自身重力的作用，垂直拖拽电机(19)和垂直位移传感器(31)安装在第二垂直固定板(18)上，垂直位移传感器(31)采用拉线式，垂直位移传感器(31)的线头安装在第二垂直移动板(20)上；摆动驱动系统由摆动驱动电机(29)、减速机(30)、扭矩传感器(26)、三维力传感器(28)、连接板(27)组成，摆动驱动电机(29)的输出轴与减速机(30)相连，减速机(30)的输出轴安装扭矩传感器(26)，三维力传感器(28)的一端与第三垂直移动板(25)相连，三维力传感器(28)的另一端与连接板(27)相连。