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申请/专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所

摘要：本发明公开了一种头颈姿态模拟装置，包括偏转机构、滚转机构、俯仰机构、升降机构和控制系统；偏转机构包括偏转框架、转盘和第一伺服驱动部；转盘水平设置在偏转框架内，第一伺服驱动部与转盘连接；滚转机构包括滚转框架、第一转轴和第二伺服驱动部；偏转框架通过两第一转轴转动安装在滚转框架内，第二伺服驱动部与一第一转轴连接；俯仰机构包括俯仰框架、第二转轴和第三伺服驱动部，滚转框架通过两第二转轴转动安装在俯仰框架内，两第二转轴的轴线与两第一转轴的轴线互为垂直；升降机构包括基座、导柱、滚珠丝杆、牵引板、升降台、电磁锁和第四伺服驱动部；控制系统用于控制偏转机构、滚转机构、俯仰机构、升降机构的运动。

主权项：1.一种头颈姿态模拟装置，其特征在于，包括：偏转机构，包括偏转框架、转盘和第一伺服驱动部；所述转盘水平设置在所述偏转框架内；所述第一伺服驱动部设置在所述偏转框架的底部并与所述转盘连接；滚转机构，包括滚转框架、第一转轴和第二伺服驱动部，所述偏转机构水平设置在所述滚转框架内，所述偏转框架通过两所述第一转轴转动安装在所述滚转框架内，所述第二伺服驱动部设置在所述滚转框架的外部，并与一所述第一转轴连接；俯仰机构，包括俯仰框架、第二转轴和第三伺服驱动部，所述滚转机构水平设置在所述俯仰框架内，所述滚转框架通过两所述第二转轴转动安装在所述俯仰框架内，两所述第二转轴的轴线与两所述第一转轴的轴线互为垂直，所述第三伺服驱动部设置在所述俯仰框架的外部，并与一所述第二转轴连接；升降机构，包括基座、导柱、滚珠丝杆、牵引板、升降台、电磁锁和第四伺服驱动部；四根所述导柱竖直设置在所述基座的四角；两所述滚珠丝杆竖直设置在所述基座的两侧，每一所述滚珠丝杆上固定设置一所述牵引板，每一所述牵引板的两端分别活动穿设在对应侧的所述导柱上；所述升降台位于两所述牵引板的下方，所述升降台的四角活动穿设在四个所述导柱上，所述升降台通过两电磁锁与两所述牵引板连接，所述俯仰框架固定在所述升降台上；所述第四伺服驱动部设置在所述基座上，并与两所述滚珠丝杆连接；控制系统用于控制偏转机构、滚转机构、俯仰机构和升降机构的运动；所述第一伺服驱动部包括第一中空减速机和第一伺服电机；所述第一中空减速机固定在所述偏转框架内，所述转盘水平固定在所述第一中空减速机上，所述第一伺服电机固定在所述偏转框架的底部并与所述第一中空减速机传动连接；所述第二伺服驱动部包括第二减速机和第二伺服电机，所述第二减速机位于所述滚转框架的外部并与一所述第一转轴连接，所述第二伺服电机与第二减速机连接；所述第三伺服驱动部包括第三减速机和第三伺服电机，所述第三减速机固定在所述俯仰框架的外部，并与一所述第二转轴连接，所述第三伺服电机与所述第三减速机连接；所述第四伺服驱动部包括第四减速机和第四伺服电机，所述第四减速机与两滚珠丝杆连接，所述第四伺服电机与所述第四减速机连接；所述第一至第四伺服电机的内部均自带编码器，作为角位置反馈元件，所述编码器采用绝对式编码器；所述控制系统包括控制机柜、工控机、第一功放模块、第二功放模块、第三功放模块、第四功放模块、CAN通讯卡和IO板卡，所述工控机、第一功放模块、第二功放模块、第三功放模块和第四功放模块均设置在所述控制机柜内，CAN通讯卡和IO板卡设置在工控机的PCI插槽中，CAN通讯卡通过CAN总线分别与第一至第四功放模块连接，第一至第四功放模块分别与第一至第四伺服驱动部连接，IO卡通过数据传输线缆连接电磁锁和编码器；所述工控机内集成有测控模块，所述测控模块包括：系统初始化单元，用于初始化所述控制系统；系统参数设计单元，用于采集输入参数；信号处理单元，用于根据输入参数生成第一至第四伺服驱动部的运动轨迹曲线；标准函数信号发生单元，用于对生成的第一至第四伺服驱动部的运动轨迹曲线进行离散，得到第一至第四伺服驱动部的角度离散数字信号，并发送至第一功放模块、第二功放模块、第三功放模块、第四功放模块，以控制第一至第四伺服驱动部的运动；数据存储单元，用于将标准函数信号发生单元发出的角度离散数字信号以及编码器反馈的数据信号存储为数据文件；数据处理单元，用于处理和分析数据存储单元的数据文件；故障处理单元，用于对控制系统的异常进行显示和处理。

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