用于足式行走对象的多路面运动力学观测系统的制作方法

文档序号:12590087阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于足式行走对象的多路面运动力学观测系统,其特征在于:包括横滚传动机构(4)、路面转换机构(3)、横滚角度保持机构(6)、俯仰机构(7)以及由高速摄像机和红外摄像机所组成的光学三维运动捕捉系统;

所述的光学三维运动捕捉系统由两台高速摄像机(1),六台均布的红外摄像机(2)组成,高速摄像机(1)用于捕捉行走对象的运动细节,红外摄像机(2)负责试验对象三维空间运动数据的采集;

所述的横滚传动机构(4)包括第二机架(41)、第一齿轮(42)、第二齿轮(43)、第三机架(44)、第三螺钉(45)、第一减速自锁电机(46);第二机架(41)由一对对称分布的第三螺钉(45)固定在第三机架(44)上,第一减速自锁电机(46)固连在第三机架(44)的中部,横滚旋转轴(311)、第一减速自锁电机(46)的轴端部分透过第二机架(41)和第三机架(44)的对应轴孔分别与第一齿轮(42)、第二齿轮(43)固连,第一减速自锁电机(46)所产生的动力通过第一齿轮(42)与第二齿轮(43)的啮合传递给横滚旋转轴(311)来完成测试路面侧向偏转角度的调节以及不同测试路面的切换;

所述的路面转换机构(3)包括第一滑轨(31)、螺杆(32)、可升降路面(33)、仿形基板(34)、第一压簧(36)、压力板路面(38)、路面支撑架(39)、柔性材质垫(310)、第一机架(312)、第二滑轨(313);第一机架(312)通过四个对称分布的第二螺钉(314)固定在第二机架(41)上,横滚旋转轴(311)由第一机架(312)与第二机架(41)上相对应的轴孔确定相对位置;三个均匀布置的三角形的路面支撑架(39)固连在横滚旋转轴(311)上,两块仿形基板(34)布置在三个路面支撑架(39)之间,与可升降路面(33)构成凹凸测试路面的主体部分;可升降路面(33)上存在与仿形基板(34)上凸包对应的圆孔,可升降路面(33)可以沿对称分布的第一滑轨(31)上下滑动以调节仿形基板(34)上的凸包露出高度来形成不同凹凸测试路面;成对分布在可升降路面(33)两侧的第一螺钉(37)穿过路面支撑架(39)上的通孔以螺纹连接的方式固连在可升降路面(33)上,布置在可升降路面(33)与第一螺钉(37)之间的第一压簧(36)起到保持升降路面(33)相对位置的作用,而对称分布的四个螺杆(32)以螺纹连接的方式固连在两侧的路面支撑架(39)上,同时穿过可升降路面(33)的通孔,通过调节在四个螺杆(32)上的螺母(35)的位置即可调节可升降路面(33)的高度;另两个测试路面分别为普通平路测试路面和松软测试路面,普通平路测试路面由压力板路面(38)固连在路面支撑架(39)的侧边,而松软测试路面则是在此基础上将柔性材质垫(310)紧密贴合在在另一个压力板路面(38)上;在横滚传动机构(4)的协动下,三种路面可以根据试验要求快速自由切换,且每种路面的侧向偏转角度可自由调节;

所述的横滚角度保持机构(6)包括第四螺钉(61)、第五机架(62)、第二压簧(63)、第一销轴(64)、限位支架(65)、第一丝杠(66)、第一丝杠螺母(67)、连杆(68)、支撑梁(69)、夹持元件(610);第五机架(62)由第四螺钉(61)与第一机架(312)确定装配关系,支撑梁(69)穿过第五机架(62)并与第五机架(62)固定连接,两个夹持元件(610)可在支撑梁(69)上自由滑动,且与两个连杆(68)形成铰链连接;同时,第一丝杠螺母(67)通过两个第一销轴(64)与两个第二连杆(68)分别铰接,通过旋转第一丝杠(66),随着第一丝杠螺母(67)的移动,夹持元件(610)会完成对横滚旋转轴(311)的夹持,以防止在第一减速自锁电机(46)处于非工作状态时,路面转换机构(3)的非主动旋转运动,在调节侧向偏转角度或者切换路面之前应反向旋转第一丝杠(66),使夹持元件(610)处于非夹持状态;这里限位支架(65)的作用是限制第一丝杠(66)的轴向运动,第二压簧(63)的作用是协助丝杠螺母机构对横滚旋转轴(311)进行夹持;

所述的俯仰机构(7)包括第一支撑杆(71)、第三滑轨(73)、第二减速自锁电机(75)、第一丝杠保持架(77)、第二丝杠螺母(78)、支架连杆(710)、滑块(711)、支撑杆固定架(714)、水平保持架(715)、第二丝杠保持架(717)、第二丝杠(719)、第二支撑杆(720)、滑轮(721);俯仰机构(7)的动力由第二减速自锁电机(75)通过联轴器(76)传递给第二丝杠(719),再通过第二丝杠螺母(78)与穿过第二丝杠螺母(78)的支架连杆(710)转化为滑块(711)沿第三滑轨(73)的水平滑动;这里两个对称分布的第三滑轨(73)通过六对第五螺钉(74)固连在第四支架(5)上,两对支撑架的主体由第一支撑杆(71)、第二支撑杆(720)和滑轮(721)组成,第一支撑杆(71)、第二支撑杆(720)分别通过第二销轴(72)、第三销轴(713)与滑块(711)和支撑杆固定架(714)形成铰接,第一支撑杆(71)、第二支撑杆(720)则通过第四销轴(722)形成铰接,滑轮(721)与第四销轴(722)形成转动副;这里,支撑杆固定架(714)的相对位置是由第七螺钉(712)确定的,第二丝杠(719)的相对位置是由第一丝杠保持架(77)、第二丝杠保持架(717)确定的,而第一丝杠保持架(77)与第二丝杠保持架(717)分别由两对第六螺钉(79)、第九螺钉(718)固定在第四支架(5)上,对称分布的一对水平保持架(715),有两对第八螺钉(716)固定在第四支架(5)上,起到防止俯仰运动出现负角度的作用。

2.根据权利要求1所述的一种用于足式行走对象的多路面运动力学观测系统,其特征在于:所述柔性材质垫(310)是海绵或柔性橡胶。

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