一种跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构的制作方法

1.本实用新型属于跑步机测试装置技术领域，尤其是涉及一种跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构。


背景技术：

2.在跑步机面市前，跑步机的生产企业或相关的检测部门需要对跑步机的功率、电机工作时的温升等进行测试。由于测试的时间需要几个小时，甚至长达十几个小时，那么必须有一套装置来替代人体对跑步机的作用。
3.中国专利文献公开了一种电动跑步机寿命测试装置[申请号：cn201821267475.7]，包括动力传送后飞轮、动力传送前飞轮，动
[0004]
力传送后飞轮通过动力传送链条连接动力传送前飞轮，动力传送前飞轮连接曲柄导杆，曲柄导杆左右两端均通过转轴连接摆臂导杆，摆臂导杆另一端连接悬臂导杆，悬臂导杆顶端通过转轴连接在配重块固定框架前端，配重块固定框架上置有配重块，配重块固定框架支撑于升降杆上，摆臂导杆底部安装脚踝导杆，脚踝导杆底端安装有机械脚，机械脚上装设有传感器，传感器通过线路连接变送器，变送器通过plc连接人机界面。
[0005]
上述方案虽然能够实现拟人机械臂的升降，但是该方案依然存在着：拟人机械臂升降需要通过人工操作等问题。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理、结构简单，能够自动升降拟人机械臂的一种跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构。
[0007]
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构，设置在跑步机测试装置的拟人机械臂与主机架之间，包括一端用于与拟人机械臂相连的传动带，所述主机架上转动设有中间轮，所述传动带另一端绕过中间轮后与收放轮相连，所述收放轮与收放驱动电机相连。通过收放驱动电机驱动收放轮转动，从而将传动带拉紧或放松，进而实现拟人机械臂的升降。
[0008]
在上述的一种跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构中，所述中间轮、传动带、收放轮和收放驱动电机的数量均为三个，三个所述中间轮呈三角形分布。三角形分布的中间轮有利于拟人机械臂稳定升降。
[0009]
在上述的一种跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构中，当需要将所述拟人机械臂的重心调整到中间时，所述收放驱动电机动作使得传动带在中间轮与拟人机械臂之间的长度一致，从而可以模拟正常人跑步时的动作；当需要将所述拟人机械臂的重心偏离中间时，所述收放驱动电机动作使得传动带在中间轮与拟人机械臂之间的长度不一致，从而可以模拟高低脚或者某个脚受伤时跑步的动作。
[0010]
在上述的一种跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构中，三个所述中间轮呈等腰三角形分布，三个所述收放轮呈直线分布，所述收放驱动电机通过第一减速机与收放轮相
连，所述第一减速机和收放驱动电机均设置于主机架内。等腰三角形分布的中间轮便于计算拟人机械臂的重心位置，直线分布的收放轮有利于节省收纳空间。
[0011]
在上述的一种跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构中，所述主机架包括机架主体，所述主机架包括机架主体，所述机架主体的上侧中间设有朝向机架主体长度方向延伸的顶架，所述顶架下侧设有轮架，所述中间轮转动设置于轮架上。
[0012]
在上述的一种跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构中，所述顶架包括长方体部、等腰三角部和直杆部，所述长方体部远离机架主体的一侧与等腰三角部的底边相连，所述等腰三角部的顶角与直杆部的一端相连，所述直杆部沿机架主体长度方向延伸。
[0013]
在上述的一种跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构中，三个所述轮架分别设置于等腰三角部的三个角上，所述等腰三角部的三个角外侧分别设有导轨，所述拟人机械臂上设置有与导轨滑动相连的滑块。通过设置导轨和滑块，拟人机械臂的升降更加稳定。
[0014]
在上述的一种跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构中，所述传动带在中间轮与拟人机械臂之间的一段为竖直设置，所述传动带在中间轮与收放轮之间的一段为水平设置。拟人机械臂升降时直上直下，从而便于控制升降的高度大小。
[0015]
在上述的一种跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构中，所述传动带的一端通过拉力传感器与拟人机械臂相连。通过拉力传感器能够测出对拟人机械臂的拉力，而拟人机械臂的重量已知，拟人机械臂的重量与拉力之间的差值即为拟人机械臂施加到跑步机跑带的重力；而通过三个拉力传感器则可以计算出拟人机械臂在运动中的重心偏移。
[0016]
在上述的一种跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构中，所述传动带的另一端依次绕过中间轮和收放轮后通过拉紧弹性件与主机架相连。通过拉紧弹性件拉紧传动带另一端从而避免传动带另一端随意晃动。
[0017]
与现有的技术相比，本跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构及跑步机测试装置的优点在于：
[0018]
1.通过收放驱动电机驱动收放轮转动，从而将传动带拉紧或放松，进而实现拟人机械臂的升降；
[0019]
2.当需要将所述拟人机械臂的重心调整到中间时，所述收放驱动电机动作使得传动带在中间轮与拟人机械臂之间的长度一致，从而可以模拟正常人跑步时的动作；当需要将所述拟人机械臂的重心偏离中间时，所述收放驱动电机动作使得传动带在中间轮与拟人机械臂之间的长度不一致，从而可以模拟高低脚或者某个脚受伤时跑步的动作；
[0020]
3.等腰三角形分布的中间轮便于计算拟人机械臂的重心位置，直线分布的收放轮有利于节省收纳空间；
[0021]
4.通过设置导轨和滑块，拟人机械臂的升降更加稳定；
[0022]
5.通过拉力传感器能够测出对拟人机械臂的拉力，而拟人机械臂的重量已知，拟人机械臂的重量与拉力之间的差值即为拟人机械臂施加到跑步机跑带的重力；而通过三个拉力传感器则可以计算出拟人机械臂在运动中的重心偏移；
[0023]
6.通过拉紧弹性件拉紧传动带另一端从而避免传动带另一端随意晃动。
附图说明
[0024]
图1提供了本实用新型拟人机械臂升降结构的结构示意图。
[0025]
图2提供了本实用新型跑步机测试装置的结构示意图。
[0026]
图3提供了本实用新型拟人机械臂的结构示意图。
[0027]
图中，拟人机械臂1、支架11、跑步驱动电机12、机械腿13、第二减速机14、第一连杆15、第二连杆16、主机架2、机架主体21、长方体部22、等腰三角部23、直杆部24、轮架25、传动带31、中间轮32、收放轮33、第一减速机34、收放驱动电机35、拉力传感器36、拉紧弹性件37、导轨41、滑块42。
具体实施方式
[0028]
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但本实用新型不限于所描述的实施例，相反，本实用新型包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
[0029]
如图1-2所示，本跑步机测试装置的拟人机械臂升降结构，设置在跑步机测试装置的拟人机械臂1与主机架2之间，包括一端用于与拟人机械臂1相连的传动带31，主机架2上转动设有中间轮32，传动带31另一端绕过中间轮32后与收放轮33相连，优选地，传动带31的另一端依次绕过中间轮32和收放轮33后通过拉紧弹性件37与主机架2相连，收放轮33与收放驱动电机35相连，优选地，收放驱动电机35通过第一减速机34与收放轮33相连。通过收放驱动电机35驱动收放轮33转动，从而将传动带31拉紧或放松，进而实现拟人机械臂1的升降；通过拉紧弹性件37拉紧传动带31另一端从而避免传动带31另一端随意晃动。
[0030]
中间轮32、传动带31、收放轮33和收放驱动电机35的数量均为三个，三个中间轮32呈三角形分布，三个中间轮32呈等腰三角形分布，三个收放轮33呈直线分布，第一减速机34和收放驱动电机35均设置于主机架2内；当需要将拟人机械臂1的重心调整到中间时，收放驱动电机35动作使得传动带31在中间轮32与拟人机械臂1之间的长度一致，从而可以模拟正常人跑步时的动作；当需要将拟人机械臂1的重心偏离中间时，收放驱动电机35动作使得传动带31在中间轮32与拟人机械臂之间1的长度不一致，从而可以模拟高低脚或者某个脚受伤时跑步的动作。三角形分布的中间轮32有利于拟人机械臂1稳定升降；等腰三角形分布的中间轮32便于计算拟人机械臂1的重心位置，直线分布的收放轮33有利于节省收纳空间。
[0031]
主机架2包括机架主体21，主机架2包括机架主体21，机架主体21的上侧中间设有朝向机架主体21长度方向延伸的顶架，顶架下侧设有轮架25，中间轮32转动设置于轮架25上。顶架包括长方体部22、等腰三角部23和直杆部24，长方体部22远离机架主体21的一侧与等腰三角部23的底边相连，等腰三角部23的顶角与直杆部24的一端相连，直杆部24沿机架主体21长度方向延伸。三个轮架25分别设置于等腰三角部23的三个角上，等腰三角部23的三个角外侧分别设有导轨41，拟人机械臂1上设置有与导轨41滑动相连的滑块42。通过设置导轨41和滑块42，拟人机械臂1的升降更加稳定。
[0032]
传动带31为链条，中间轮32和收放轮33均为链轮。链轮链条之间的配合实现了拟人机械臂1的升降传动，而链轮链条之间的间隙则在测试时不会干扰拟人机械臂1在竖直高度上存在的起伏，从而使测量结果更加准确。
[0033]
传动带31在中间轮32与拟人机械臂1之间的一段为竖直设置，传动带31在中间轮32与收放轮33之间的一段为水平设置。拟人机械臂1升降时直上直下，从而便于控制升降的高度大小。
[0034]
传动带31的一端通过拉力传感器36与拟人机械臂1相连。通过拉力传感器36能够测出对拟人机械臂1的拉力，而拟人机械臂1的重量已知，拟人机械臂1的重量与拉力之间的差值即为拟人机械臂1施加到跑步机跑带的重力；而通过三个拉力传感器36则可以计算出拟人机械臂1在运动中的重心偏移。
[0035]
如图2-3所示，一种使用拟人机械臂升降结构的跑步机测试装置，收放驱动电机35设置在主机架2内，拟人机械臂1包括支架11，传动带31一端与支架11相连，支架11上设有跑步驱动电机12，跑步驱动电机12通过跑步传动结构分别与两个机械腿13相连，两个机械腿13分别转动设置在支架11的左右两侧，跑步传动结构能够在跑步驱动电机12驱动下使得两个机械腿13反向摆动，具体地，跑步传动结构包括第二减速机14，跑步驱动电机12与第二减速机14相连，第二减速机14上设有平行设置的两个输出轴，输出轴与第一连杆15的一端周向固定相连，第一连杆15另一端与第二连杆16一端相互铰接，第二连杆16另一端与机械腿13中部相互铰接，与其中一个输出轴相连的第一连杆15同与另外一个输出轴相连的第一连杆15共线设置。通过跑步驱动电机12驱动跑步传动结构使得两个机械腿13反向摆动从而模拟人体跑步姿势，使得测试结果更加准确。
[0036]
收放驱动电机35和跑步驱动电机12与控制器相连；控制器控制收放驱动电机35的一种方式如下：
[0037]
s1：控制器接收跑步驱动电机12的信号；
[0038]
s2：当跑步驱动电机12处于运动状态且位置在设定范围内时，控制器控制收放驱动电机35静止；当跑步驱动电机12处于运动状态且位置超出设定范围时，控制器控制收放驱动电机35转动第一角度；设定范围可以是控制器的软件程序中直接写入，也可以通过与控制器相连的外部信号输入设备输入；优选地，当跑步驱动电机12处于运动状态且位置超出设定范围且两个机械脚中位于前侧的一个处于下落状态时，控制器控制收放驱动电机35转动使得拟人机械臂1上升；在步骤s2中，当跑步驱动电机12处于运动状态且位置超出设定范围且两个机械脚中位于前侧的一个处于上升状态时，控制器控制收放驱动电机35转动使得拟人机械臂1下降。
[0039]
s3：跳转至步骤s1。
[0040]
传动带31的一端通过拉力传感器36与支架11相连，拉力传感器36与控制器相连，第一角度的数值通过以下步骤计算得出：
[0041]
s21：计算拉力传感器36与设定数值的差值；设定数值优选通过与控制器相连的外部信号输入设备输入；
[0042]
s22：差值通过控制算法计算得出第一角度。
[0043]
左右机械腿13在跑步驱动电机12的驱动下均持续运动，而这与人体跑步时的运动状态存在区别，该区别造成了机械腿13落在跑步带上产生的冲击力大于相同体重人体跑步时落在跑步带上的冲击力，而这会使跑步机的测试结果产生误差，而控制器控制收放驱动电机35的方式能够在一定程度上克服这一误差。
[0044]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0045]
尽管本文较多地使用了拟人机械臂1、支架11、跑步驱动电机12、机械腿13、第二减
速机14、第一连杆15、第二连杆16、主机架2、机架主体21、长方体部22、等腰三角部23、直杆部24、轮架25、传动带31、中间轮32、收放轮33、第一减速机34、收放驱动电机35、拉力传感器36、拉紧弹性件37、导轨41、滑块42。等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。