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申请/专利权人：东北大学

摘要：本发明提供一种滑雪板与雪面间平动摩擦系数测量机器人，涉及机器人技术领域。该机器人包括机械系统、控制系统和供电模块，供电模块为机械系统和控制系统供电；机械系统包括动力机构、传动机构、滑雪板与运动员模拟结构和支撑机构；动力机构用来对传动机构提动动力，传动机构实现对滑雪板与运动员模拟结构的传动，支撑机构用于支撑滑雪板与运动员模拟结构，并用于放置传动机构、控制系统和供电模块；控制系统包括上位机、下位机、数据采集模块和测速模块；上位机通过数据模块采集的数据信息计算出滑雪板与雪面摩擦系数，通过测速模块计算运动员的速度。该机器人便携、可移动，可根据需要对滑雪板与雪面间的摩擦系数及运动员速度进行测量。

主权项：1.一种滑雪板与雪面间平动摩擦系数测量机器人，其特征在于：包括机械系统、控制系统和供电模块，所述供电模块为机械系统和控制系统供电；所述机械系统包括动力机构、传动机构、滑雪板与运动员模拟结构和支撑机构；所述动力机构用来对传动机构提动动力，传动机构实现对滑雪板与运动员模拟结构的传动，支撑机构用于支撑滑雪板与运动员模拟结构，并用于放置传动机构、控制系统和供电模块；所述控制系统包括上位机、下位机、数据采集模块和测速模块；所述上位机对机械系统进行操作控制，所述数据采集模块包括风向风速传感器、温湿度传感器、倾角传感器、IMU、拉力传感器和信号放大器；上位机与下位机通过串口进行通讯，上位机和下位机共同控制数据采集模块，其中，风向风速传感器、温湿度传感器、倾角传感器与下位机连接，拉力传感器通过信号放大器与下位机连接，IMU和测速模块与上位机连接；下位机将采集到的数据经过处理后传送到上位机中，上位机中内置算法，通过数据模块采集的数据信息计算出滑雪板与雪面摩擦系数；所述测速模块包括两个放置在支撑机构外表面的两个激光雷达；所述动力机构包括步进电机和电机驱动器；所述电机驱动器接收上位机的控制指令控制步进电机转动，为传动机构提供动力；所述传动机构包括联轴器、滚珠丝杠、直线滑块、大钣金、直线轴承、直线光轴，实现传动功能；所述步进电机通过联轴器与滚珠丝杠联接实现滚珠丝杠的转动，直线滑块安装于滚珠丝杠上，滚珠丝杠转动时驱动直线滑块前后移动，直线光轴安装在滚珠丝杠的下侧，直线轴承穿过直线光轴，直线光轴通过与支撑机构的连接起到对滑雪板与运动员模拟结构移动的导向作用，直线滑块通过大钣金带动直线轴承运动；所述滑雪板与运动员模拟结构包括托盘和砝码，所述托盘下表面粘贴聚乙烯薄膜，并在聚乙烯薄膜上均匀地涂一层雪蜡用于模拟滑雪板，所述砝码设置在托盘上，用于模拟滑雪板上的运动员；所述传动机构还包括直线导轨、光轴支撑架和小钣金件；所述步进电机通过联轴器带动滚珠丝杠运动，从而带动直线滑块在直线导轨上滑动，直线导轨起到导向作用；将大钣金件通过螺栓连接与直线滑块进行固定，保证连接的紧密性；光轴支撑架通过螺栓连接固定在支撑机构的铝型材上，直线轴承穿过直线光轴通过与光轴支撑架的连接起到导向作用；大钣金件的滑动带动直线轴承在直线光轴上滑动，将小钣金件与直线轴承通过螺栓连接进行固定，保证连接的紧密性，并实现直线轴承带动小钣金件共同运动；将小钣金件与拉力传感器进行刚性连接，并使拉力传感器连接在小钣金件表面，保证拉力传感器不受到向下的力，保证了测量的精确性；而拉力传感器与托盘通过柔性钢丝绳进行连接，在小钣金带动拉力传感器进行运动时，拉力传感器通过柔性钢丝绳带动放置着砝码的托盘进行运动，进而通过拉力传感器采集到托盘所受的拉力数据。

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