目的:構(gòu)建基于上位機(jī)、六軸機(jī)械臂、六自由度力/扭矩傳感器的離體脊柱生物力學(xué)測試系統(tǒng),完成基于Lab VIEW的測試程序編寫,進(jìn)行初步可靠性測試。方法:選定和購買硬件設(shè)施,利用CAD軟件進(jìn)行各種夾具等配套設(shè)施的設(shè)計(jì)與繪圖;通過Lab VIEW軟件進(jìn)行編程,用以太網(wǎng)及Profibus通訊的方式,將機(jī)械臂與上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時通訊,實(shí)現(xiàn)上、下、左、右、前、后六個方向平移運(yùn)動及屈伸、左右側(cè)屈、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)位移控制和載荷控制,并能實(shí)時讀取機(jī)械臂末端位置、旋轉(zhuǎn)角度和所受力/扭矩值,通過數(shù)據(jù)采集卡和上位機(jī)完成數(shù)據(jù)采集、顯示、處理、儲存等功能。通過特制夾具將數(shù)顯千分表牢靠固定于機(jī)械臂末端,使千分表測量桿與機(jī)械臂運(yùn)動方向平行或者垂直,以此減小測量誤差;使用Lab VIEW控制程序驅(qū)動機(jī)械臂完成上、下、左、右、前、后六個方向平移運(yùn)動,每次動作完成后,記錄數(shù)據(jù),然后機(jī)器人復(fù)位,調(diào)零千分表,進(jìn)行下一組測試,每組動作重復(fù)10次,測試完成后,整理所有數(shù)據(jù),進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,得出該測試系統(tǒng)精密度和準(zhǔn)確度值,并對可能存在的誤差進(jìn)行原因分析。使用該平臺對抗阻尼標(biāo)本進(jìn)行屈伸、側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)測試,繪制相應(yīng)載荷-位移曲線,分析數(shù)據(jù)并對... 

【文章來源】：南華大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)室布置及各配套設(shè)施實(shí)景圖

圖 2.2 ATI 六自由度力/扭矩傳感器rial Personal Computer—IPC）是一種增結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)過程和機(jī)械和電氣設(shè)備，技通常在重灰塵、重濕度等惡劣環(huán)境下長標(biāo)本力學(xué)情況復(fù)雜，也需要系統(tǒng)長時間境和工作需求，所以它更重視計(jì)算機(jī)的同的特點(diǎn)，它的主要特點(diǎn)為：①具有高的能力；②機(jī)箱中有專業(yè)的主板，具有具有長時間連續(xù)工作能力，使用穩(wěn)定安。工控機(jī)還具有計(jì)算機(jī) CPU，硬盤，內(nèi)和協(xié)議、計(jì)算能力和友好的人機(jī)界面等

實(shí)驗(yàn)夾具等配套設(shè)施使用 CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)圖繪制，由泰州市德亞金屬制品有限公司進(jìn)行加工，零件加工精度：尺寸公差±0.01mm，一次性加工同心度0.005mm，一次性加工平行度 0.005mm，單邊垂直度 0.005mm，符合本實(shí)驗(yàn)室設(shè)備制作要求。配套設(shè)施包括底座、傳感器連接件、夾具（上端夾具和下端夾具）、跟隨載荷加載固定圓桶和實(shí)驗(yàn)桌（圖 2.1）。底座固定于地面與機(jī)器人足部連接，確定試驗(yàn)臺放置位置后通過膨脹螺釘固定于地面，實(shí)驗(yàn)桌上布有等間距的通心螺孔，可用于固定跟隨載荷加載圓桶，跟隨載荷加載線纜通過該圓筒加載至標(biāo)本上，連接件用于將力/扭矩傳感器與法蘭和上端夾具連接固定，下端夾具固定于跟隨載荷圓桶上（圖 2.3）。標(biāo)本固定方法：在上下端椎體應(yīng)用 3-4 枚臨床應(yīng)用的椎弓根釘，其中 2 枚置于雙側(cè)椎弓根，另外 1-2 枚置于椎體前方，然后標(biāo)本上下兩端各連接于上、下端夾具，該方法較傳統(tǒng)的牙托粉固定方法更方便且易于調(diào)整（圖 2.3b）。


本文編號：2921556