CN219404327U - 一种拟人机械臂的关节活动组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种拟人机械臂的关节活动组件，包括第一摆臂、第一提杆、第二提杆、第三提杆和联动杆，第一摆臂上设置第一提杆和第二提杆，第一提杆和第二提杆之间插接第三提杆，第三提杆的下方设置有联动杆，所述第一提杆和第二提杆连接着联动杆；本实用新型提供一种设计合理、结构简单，能够模拟出人的奔跑腿部状态之间相互运动的一种拟人机械臂的关节活动组件。

Description

一种拟人机械臂的关节活动组件

技术领域

本发明属于拟人机器人技术领域，具体涉及一种拟人机械臂的关节活动组件。

背景技术

传统的跑步会选择室外,但室外跑步受时间跟天气的影响,往往不能如期进行,而跑步机恰恰能克服这些影响因素,满足了人们在室内进行锻炼的需要；另外,在跑步机上锻炼,看似跟在地面上一样,但实际上它省去了蹬伸很多动作,所以让人感觉更省力更轻松，所以跑步机越来越得到人们青睐。

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,从而就需要通过拟人机器人进行测试。

但是这种拟人机器人在实践的使用过程中存在以下问题：

传统的拟人机器人仅通过一个可以上下摆动的车轮对跑步机进行测试，但这一测试方式不能模拟出人体双腿的动作，就会导致测试的数据不准确，从而无法确保跑步机的质量是否合格。

因此，有必要提供一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂解决上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种拟人机械臂的关节活动组件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂，本拟人机械臂包括测试机、支架、传动机构、第一摆臂、外杆、第二摆臂、第三内摆臂和第三外摆臂，所述测试机的一侧设置有支架，所述支架上设置有传动机构，所述传动机构的两端分别连接着第一摆臂，每个所述第一摆臂的输出端上设有外杆，所述外杆转动设置在第二摆臂的一端，所述第二摆臂转动设置在第三外摆臂和第三内摆臂之间，第三摆臂整体转动设置在支撑杆上时就可在保持原位的同时进行摆动，第二摆臂转动设置在第三摆臂内，从而第二摆臂就可拉动第三摆臂整体进行摆动，第二摆臂设置在第一摆臂上，第一摆臂转动时就可带动第二摆臂的一侧端头做圆周运动，从而就可使第二摆臂在转动时水平方向的位置发生变化，从而就可实现第三摆臂整体跟随第二摆臂进行摆动，从而就可实现两侧第三摆臂整体呈人体跑步状态摆动，从而就可模拟出人的奔跑状态，从而进行测试时就可以更加的精准。

在本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中，所述第一摆臂上设置有第一提杆和第二提杆，所述第二提杆和第一提杆之间插接着第三提杆，所述第三提杆的一侧端头连接着内板和外板，所述第三提杆的下方设置有联动杆，所述第一提杆和第二提杆连接着联动杆，所述联动杆的一端连接着内板和外板，所述内板和外板下方设置有脚底板。

在本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中，所述第一提杆和第二提杆的一端转动设置在第一摆臂的两侧，所述第一提杆和第二提杆相互对应，所述第一提杆和第二提杆的另一端转动设置在联动杆上，所述第三提杆和联动杆均转动设置在内板和外板之间，所述第三提杆设置在联动杆的上方，所述第一提杆和第二提杆的两侧端头上均设置有活动头，所述第一提杆和第二提杆活动头对应的第一摆臂上设有第一转杆，所述活动头铰接在对应的第一转杆上所述联动杆上设置有凸座，所述凸座上设置有第二转杆，所述第二转杆的端头上设置有球头，所述第一提杆和第二提杆的另一侧端头上的活动杆铰接在第二转杆上的球头上。

在本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中，所述第三提杆的两侧端头上均设置有连接头，所述第三提杆的一侧连接头对应的内板上设置有第三转杆，所述第三提杆通过对应端头上的连接头转动设置在内板的第三转杆上，所述内板和外板内侧设置有若干固定杆，所述固定杆的两侧端头分别拆卸连接在内板和外板的内壁上。

在本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中，所述传动机构的一侧设置有承台，所述承台的一侧设置有前座，所述前座上横设有支撑杆，所述支撑杆的外侧端头上转动设置着第一转动头，所述第一转动头分别设置在第三外摆臂和第三内摆臂的端头上，第三内外摆臂设置在支撑杆上后就可实现位置限制，不会发生位移，仅能绕支撑杆进行转动，所述第一摆臂的一侧端头上设置有第二转动头，所述第二转动头转动设置在传动机构的输出端，所述第一摆臂的另一端头上连接着外杆，所述外杆转动设置在活动座上，所述活动座设置在第二摆臂的一侧端头上，第一摆臂转动时就可带动第二摆臂的一端做圆周运动，从而第二摆臂的水平位置就会发生改变；所述支架与传动机构的连接处设置有固定杆，所述固定杆滑动设置在支架的竖直方向上，所述传动机构朝向固定杆的位置上设置有卡座，所述卡座拆卸连接在支架的固定杆上，卡座固定在固定杆上后，就可实现传动箱整体的固定，两侧所述第一摆臂输出端头呈反向设置，所述第一摆臂上的第二转动头与转轴为拆卸设置，通过设置就可实现一侧第三摆臂整体迈出时另一侧第三摆臂整体回缩，从而模拟奔跑状态。

在本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中，所述第二摆臂的另一端设置有连接头，所述连接头插接在第三外摆臂和第三内摆臂之间的空位内，所述第三内摆臂和第三外摆臂对应的连接头位置上设置有联动杆，所述连接头转动设置在联动杆上，第二摆臂水平位置发生变化时就可带动第三内外摆臂进行摆动，从而模拟出奔跑状态，所述第三内摆臂和第三外摆臂上设置有横杆，所述横杆的两侧端头分别拆卸连接在第三外摆臂和第三内摆臂之间，所述第三内摆臂和第三外摆臂之间设置有外接杆，所述外接杆的两侧端头转动设置在第三内摆臂和第三外摆臂上，第三内外摆臂形状相同通过横杆就可实现之间的固定，从而实现组件的安装。

在本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中，所述传动机构包括传动箱、电机和转轴，所述传动箱固定在卡座上，所述传动箱的外侧设置有电机，所述电机的输出端伸入在传动箱内，所述电机的输出端与传动箱内的转轴相互啮合，所述传动箱内的转轴端头均位于传动箱的外侧，所述传动箱外侧的转轴输出端头分别与对应的第一摆臂相连，电机带动转轴转动时，转轴就可带动两侧端头的第一摆臂进行转动。

在本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中，所述脚底板包括前脚掌部和后脚掌部，所述前脚掌部后侧具有前脚连接凹槽，所述后脚掌部前侧设有后脚连接凹槽，在前脚连接凹槽与后脚连接凹槽之间设置有弹性连接板。前脚掌部和后脚掌部通过弹性连接板相连，从而能够模拟人的前脚掌与后脚掌之间的相互运动；而在跑步时，人的后脚掌几乎不落地，前脚掌与后脚掌之间存在一个弹性缓冲的作用，从而可进一步模拟出人跑步状态下脚掌的状态；弹性连接板设置在前脚连接凹槽和后脚连接凹槽内，其下侧不会与其他物体接触，从而防止在模拟人的跑步状态时磨损。

在本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中，所述内板和外板的下方设置有卡槽，所述脚底板上侧设置有固定块，所述固定块通过滑动结构滑动设置在卡槽中，在固定块的两端与卡槽之间分别设有弹性缓冲套。通过脚底板的滑动连接和弹性缓冲套的缓冲，减少了脚底板与跑步机跑带之间的冲击力，从而提高跑带的可测试时长。

在本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中，所述滑动结构包括沿卡槽水平方向的长向上开设的通槽，所述通槽内穿设有插杆，所述固定块上设有与通槽相互对应的插口，所述插杆插接在插口内，所述弹性缓冲套设置在所述外板与固定块之间且套设在插杆上。

与相关技术相比较，本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂具有如下有益效果：

本发明提供一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂，通过给一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂设置第一摆臂和第二摆臂等部件，传统的跑步机测试机器人不能模拟人跑步状态从而导致测试数据不准，本方案通过第一摆臂带动第二摆臂，第二摆臂带动第三内外摆臂，从而模拟出人跑步状态，从而使检测数据更加精准；第一摆臂设置在转轴上，第二摆臂一端连接着第一摆臂，另一端连接在第三内外摆臂之间；第三内外摆臂一端连接在支撑杆上，第一摆臂转动时通过联动第三内外摆臂就可绕支撑杆摆动，从而模拟出奔跑状态；前脚掌部和后脚掌部通过弹性连接板相连，从而能够模拟人的前脚掌与后脚掌之间的相互运动；而在跑步时，人的后脚掌几乎不落地，前脚掌与后脚掌之间存在一个弹性缓冲的作用，从而可进一步模拟出人跑步状态下脚掌的状态；弹性连接板设置在前脚连接凹槽和后脚连接凹槽内，其下侧不会与其他物体接触，从而防止在模拟人的跑步状态时磨损；通过脚底板的滑动连接和弹性缓冲套的缓冲，减少了脚底板与跑步机跑带之间的冲击力，从而提高跑带的可测试时长。

附图说明

图1为本发明提供的跑步机测试系统与跑步机固定后的结构示意图；

图2为本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中支撑杆的连接示意图；

图3为本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中联动杆的连接示意图；

图4为本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中电机的连接示意图；

图5为本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中转轴的连接示意图；

图6为本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中第一摆臂的连接示意图一；

图7为本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中第一摆臂的连接示意图二；

图8为本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中球头的连接示意图；

图9为本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂中第三转杆的连接示意图。

图中标号：1、测试机；2、第二摆臂；3、第三外摆臂；4、固定杆；5、支架；6、前座；7、支撑杆；8、第一转动头；9、联动杆；10、连接头；11、卡座；12、传动机构；121、传动箱；122、电机；123、转轴；13、承台；14、第一摆臂；15、外杆；16、活动座；17、第二转动头；18、横杆；19、外接杆；20、第三内摆臂；21、活动头；22、第一转杆；23、第一提杆；24、第二提杆；25、第三提杆；26、联动杆；27、凸座；28、第二转杆；29、内板；30、外板；31、脚底板；32、球头；33、第三转杆；34、固定杆；35、卡槽；36、通槽；37、插杆；38、插口；39、固定块；40、连接头；41、凸起；42、传动带；43、升降驱动电机；44、中间轮；45、收放轮；46、减速机；47、拉紧弹性件；51、前脚掌部；52、后脚掌部；53、弹性连接板。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。

实施例

如图1中所示，本发明的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂，包括测试机1、支架5、传动机构12、第一摆臂14、外杆15、第二摆臂2、第三内摆臂20和第三外摆臂3，测试机1的一侧设置有支架5，支架5上设置有传动机构12，传动机构12的两端分别连接着第一摆臂14，每个第一摆臂14的输出端上设有外杆15，外杆15转动设置在第二摆臂2的一端，第二摆臂2转动设置在第三外摆臂3和第三内摆臂20之间。

如图2、图3、图4 、图5、图6、图7、图8和图9中所示，传动机构12的一侧设置有承台13，承台13的一侧设置有前座6，前座6上横设有支撑杆7，支撑杆7的外侧端头上转动设置着第一转动头8，第一转动头8分别设置在第三外摆臂3和第三内摆臂20的端头上，第三内外摆臂设置在支撑杆7上后就可实现位置限制，不会发生位移，仅能绕支撑杆7进行转动；

第一摆臂14的一侧端头上设置有第二转动头17，第二转动头17转动设置在传动机构12的输出端，第一摆臂14的另一端头上连接着外杆15，外杆15转动设置在活动座16上，活动座16设置在第二摆臂2的一侧端头上，第一摆臂14转动时就可带动第二摆臂2的一端做圆周运动，从而第二摆臂2的水平位置就会发生改变；

第二摆臂2的另一端设置有连接头10，连接头10插接在第三外摆臂3和第三内摆臂20之间的空位内，第三内摆臂20和第三外摆臂3对应的连接头10位置上设置有联动杆9，连接头10转动设置在联动杆9上，第二摆臂2水平位置发生变化时就可带动第三内外摆臂进行摆动，从而模拟出奔跑状态；

第三内摆臂20和第三外摆臂3上设置有横杆18，横杆18的两侧端头分别拆卸连接在第三外摆臂3和第三内摆臂20之间，第三内摆臂20和第三外摆臂3之间设置有外接杆19，外接杆19的两侧端头转动设置在第三内摆臂20和第三外摆臂3上，第三内外摆臂形状相同通过横杆18就可实现之间的固定，从而实现组件的安装；

支架5与传动机构12的连接处设置有固定杆4，固定杆4滑动设置在支架5的竖直方向上，传动机构12朝向固定杆4的位置上设置有卡座11，卡座11拆卸连接在支架5的固定杆4上，卡座11固定在固定杆4上后，就可实现传动箱121整体的固定；

传动机构12包括传动箱121、电机122和转轴123，传动箱121固定在卡座11上，传动箱121的外侧设置有电机122，电机122的输出端伸入在传动箱121内，电机122的输出端与传动箱121内的转轴123相互啮合，传动箱121内的转轴123端头均位于传动箱121的外侧，传动箱121外侧的转轴123输出端头分别与对应的第一摆臂14相连，电机122带动转轴123转动时，转轴123就可带动两侧端头的第一摆臂14进行转动。

第一摆臂14上设置有第一提杆23和第二提杆24，第二提杆24和第一提杆23之间插接着第三提杆25，第三提杆25的一侧端头连接着内板29和外板30，第三提杆25的下方设置有联动杆26，第一提杆23和第二提杆24连接着联动杆26，联动杆26的一端连接着内板29和外板30，内板29和外板30下方设置有脚底板31，通过设置第一摆臂14做圆周运动时就可带动第一提杆23和第二提杆24的竖直方向高度发生变化，第一提杆23和第二提杆24在上下移动时就可带动联动杆26上下移动，联动杆26就可带动脚底进行抬升，从而实现高度的调节，通过设置脚底抬升过程中联动的结构少，从而减少生产成本；

第一提杆23和第二提杆24的一端转动设置在第一摆臂14的两侧，第一提杆23和第二提杆24相互对应，第一提杆23和第二提杆24的另一端转动设置在联动杆26上，第三提杆25和联动杆26均转动设置在内板29和外板30之间，第三提杆25设置在联动杆26的上方，第一提杆23和第二提杆24的两侧端头上均设置有活动头21，第一提杆23和第二提杆24活动头21对应的第一摆臂14上设有第一转杆22，活动头21铰接在对应的第一转杆22上联动杆26上设置有凸座27，凸座27上设置有第二转杆28，第二转杆28的端头上设置有球头32，第一提杆23和第二提杆24的另一侧端头上的活动杆铰接在第二转杆28上的球头32上，第一提杆23和第二提杆24的一端分别设置在第一摆臂14两侧，另一端设置在联动杆26的两侧，从而就可使其连接更加的稳定，通过第一提杆23和第二提杆24之间的空位不会影响组件的活动；第三提杆25的两侧端头上均设置有连接头40，第三提杆25的一侧连接头40对应的内板29上设置有第三转杆33，第三提杆25通过对应端头上的连接头40转动设置在内板29的第三转杆33上，内板29和外板30内侧设置有若干固定杆34，固定杆34的两侧端头分别拆卸连接在内板29和外板30的内壁上，通过第一摆臂14做圆周运动时就可带动联动杆26上下移动，从而实现脚底的高度调节。

脚底板31包括前脚掌部51和后脚掌部52，前脚掌部51后侧具有前脚连接凹槽，后脚掌部52前侧设有后脚连接凹槽，在前脚连接凹槽与后脚连接凹槽之间设置有弹性连接板53，脚底板31的下侧还设有凸起41。前脚掌部51和后脚掌部52通过弹性连接板53相连，从而能够模拟人的前脚掌与后脚掌之间的相互运动；而在跑步时，人的后脚掌几乎不落地，前脚掌与后脚掌之间存在一个弹性缓冲的作用，从而可进一步模拟出人跑步状态下脚掌的状态；弹性连接板53设置在前脚连接凹槽和后脚连接凹槽内，其下侧不会与其他物体接触，从而防止在模拟人的跑步状态时磨损。

内板29和外板30的下方设置有卡槽35，脚底板31上侧设置有固定块39，固定块39通过滑动结构滑动设置在卡槽35中，在固定块39的两端与卡槽35之间分别设有弹性缓冲套；滑动结构包括沿卡槽35水平方向的长向上开设的通槽36，通槽36内穿设有插杆37，固定块39上设有与通槽36相互对应的插口38，插杆37插接在插口38内，弹性缓冲套设置在外板30与固定块39之间且套设在插杆37上。通过脚底板31的滑动连接和弹性缓冲套的缓冲，减少了脚底板31与跑步机跑带之间的冲击力，从而提高跑带的可测试时长。

进一步地，在本发明实施例一中，如图6所示，两侧第一摆臂14输出端头呈反向设置，第一摆臂14上的第二转动头17与转轴123为拆卸设置，通过设置就可实现一侧第三摆臂整体迈出时另一侧第三摆臂整体回缩，从而模拟奔跑状态；本方案通过第一摆臂14带动第二摆臂2，第二摆臂2带动第三内外摆臂，从而模拟出人跑步状态，从而使检测数据更加精准；第一摆臂14设置在转轴123上，第二摆臂2一端连接着第一摆臂14，另一端连接在第三内外摆臂之间；第三内外摆臂一端连接在支撑杆7上，第一摆臂14转动时通过联动第三内外摆臂就可绕支撑杆7摆动，从而模拟出奔跑状态。

本发明提供的一种基于跑步机测试系统的拟人机械臂的工作原理如下：

第一创新点实施步骤：

第一步：本方案通过第一摆臂14带动第二摆臂2，第二摆臂2带动第三内外摆臂，从而模拟出人跑步状态，从而使检测数据更加精准；

第二步：第一摆臂14设置在转轴123上，第二摆臂2一端连接着第一摆臂14，另一端连接在第三内外摆臂之间；

第三步：第三内外摆臂一端连接在支撑杆7上，第一摆臂14转动时通过联动第三内外摆臂就可绕支撑杆7摆动，从而模拟出奔跑状态。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种拟人机械臂的关节活动组件，其特征在于：包括第一摆臂（14）、第一提杆（23）、第二提杆（24）、第三提杆（25）和联动杆（26），第一摆臂（14）上设置第一提杆（23）和第二提杆（24），第一提杆（23）和第二提杆（24）之间插接第三提杆（25），第三提杆（25）的下方设置有联动杆（26），所述第一提杆（23）和第二提杆（24）连接着联动杆（26）。

2.根据权利要求1所述的一种拟人机械臂的关节活动组件，其特征在于，所述第三提杆（25）的一侧端头连接着内板（29）和外板（30），所述联动杆（26）的一端连接着内板（29）和外板（30），所述内板（29）和外板（30）下方设置有脚底板（31）。

3.根据权利要求1所述的一种拟人机械臂的关节活动组件，其特征在于，所述第一提杆（23）和第二提杆（24）的一端转动设置在第一摆臂（14）的两侧，所述第一提杆（23）和第二提杆（24）相互对应，所述第一提杆（23）和第二提杆（24）的另一端转动设置在联动杆（26）上。

4.根据权利要求3所述的一种拟人机械臂的关节活动组件，其特征在于，所述第一提杆（23）和第二提杆（24）的两侧端头上均设置有活动头（21），所述第一提杆（23）和第二提杆（24）活动头（21）对应的第一摆臂（14）上设有第一转杆（22），所述活动头（21）铰接在对应的第一转杆（22）上。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种拟人机械臂的关节活动组件，其特征在于，所述联动杆（26）上设置有凸座（27），所述凸座（27）上设置有第二转杆（28），所述第二转杆（28）的端头上设置有球头（32），所述第一提杆（23）和第二提杆（24）的另一侧端头上的活动杆铰接在第二转杆（28）上的球头（32）上。

6.根据权利要求2所述的一种拟人机械臂的关节活动组件，其特征在于，所述第三提杆（25）的两侧端头上均设置有连接头（40），所述第三提杆（25）的一侧连接头（40）对应的内板（29）上设置有第三转杆（33），所述第三提杆（25）通过对应端头上的连接头（40）转动设置在内板（29）的第三转杆（33）上。

7.根据权利要求2所述的一种拟人机械臂的关节活动组件，其特征在于，所述第三提杆（25）和联动杆（26）均转动设置在内板（29）和外板（30）之间。

8.根据权利要求2或7所述的一种拟人机械臂的关节活动组件，其特征在于，所述内板（29）和外板（30）内侧设置有若干固定杆（34），所述固定杆（34）的两侧端头分别拆卸连接在内板（29）和外板（30）的内壁上。