[发明专利]指尖触觉性能测试实验装置

权利要求书

1.一种指尖触觉性能测试实验装置，其特征在于：包括机架（1）、竖直移动模块（2）、左右移动模块（3）、前后移动模块（4）、触摸组件（5）和测试件（6）；触摸组件（5）安装在机架（1）上，触摸组件（5）下方设有测试件（6），测试件（6）固定在前后移动模块（4）上，前后移动模块（4）安装在左右移动模块（3）上，左右移动模块（3）安装在竖直移动模块（2）上，竖直移动模块（2）、左右移动模块（3）和前后移动模块（4）构成三自由运动平台，测试件（6）在三自由运动平台带动下实现上下、左右和前后的精细运动；

所述的触摸组件（5）包括有多块触摸底板（5-1）和五种不同直径的触点圆柱杆（5-2）；各块触摸底板（5-1）中部开有不同直径和间距的若干小孔，同一触摸底板（5-1）上的小孔的直径和间距相同，触点圆柱杆（5-2）间隙配合安装在小孔中；触摸底板（5-1）上的小孔直径设置有1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm和2.0mm的五种不同直径，每种直径下触摸底板（5-1）上的小孔的间距设置有1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm的四种，小孔按照方形阵列排布，每种直径及其对应的间距下的小孔数量设置有40*40=1600个、30*30=900个、24*24=576个和20*20=400个的多种；五种不同直径的触点圆柱杆（5-2）和触摸底板（5-1）上的小孔直径的设置相吻合，也设置有1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm和2.0mm的五种直径，每种直径的触点圆柱杆（5-2）均有两种长度30和60mm，触点圆柱杆（5-2）的两端均为半球形结构，触点圆柱杆（5-2）的中部为阶梯圆柱轴结构，阶梯圆柱轴结构的上端为大端且直径大于触摸底板（5-1）上的小孔直径，阶梯圆柱轴结构的下端为小端且直径小于触摸底板（5-1）上的小孔直径，使得触点圆柱杆（5-2）依靠自身重力悬挂在触摸底板（5-1）上的小孔内；

所述的测试件（6）包括6个二维基本形体、7个三维基本形体、10个阿拉伯数字“0-9”形体、26个英文字母“A-Z”形体，共计49个；所述的二维基本形体包括正方形、圆形、等边三角形、直角三角形、菱形和十字形；所述的三维基本形体包括长方体、圆柱体、圆锥体、球体、直角三棱柱、三棱锥和四棱锥。

2.根据权利要求1所述的一种指尖触觉性能测试实验装置，其特征在于：所述的机架（1）顶部中间开有通槽，所述触摸组件（5）安装在通槽中。

3.根据权利要求1所述的一种指尖触觉性能测试实验装置，其特征在于：所述的测试件（6）的上表面可以为曲面，而非平面。

4.根据权利要求1所述的一种指尖触觉性能测试实验装置，其特征在于：所述的竖直移动模块（2）包括第一电机（2-1）、第一联轴器（2-2）、竖直固定支座（2-3）、第一丝杆支座固定侧块（2-4）、第一丝杆（2-5）、第一丝杆螺母（2-6）、底板连接片（2-7）、第一丝杆滑块（2-8）、第一丝杆支座支撑侧块（2-9）、左右移动模块的电机连接板（2-10）、左右移动模块的底板（2-11）、导轨支座（2-12）、第一滚珠直线滑块（2-13）和第一滚珠直线导轨（2-14）；底板（2-11）周围侧方设有一个竖直固定支座（2-3）和两个导轨支座（2-12），一个竖直固定支座（2-3）和两个导轨支座（2-12）间隔均布在底板（2-11）周围；第一电机（2-1）安装在竖直固定支座（2-3）上，第一电机（2-1）的输出轴朝下与第一丝杆（2-5）通过第一联轴器（2-2）连接，第一丝杆（2-5）上下端分别通过第一丝杆支座固定侧块（2-4）和第一丝杆支座支撑侧块（2-9）安装于竖直固定支座（2-3）；

第一丝杆（2-5）通过螺纹套装有第一丝杆螺母（2-6），第一丝杆螺母（2-6）通过螺钉与第一丝杆滑块（2-8）固接，第一丝杆滑块（2-8）通过螺钉与底板连接片（2-7）固联，底板连接片（2-7）通过螺钉连接到底板（2-11）；第一滚珠直线导轨（2-14）通过螺钉竖直安装在导轨支座（2-12）上，第一滚珠直线滑块（2-13）嵌装在第一滚珠直线导轨（2-14）上，第一滚珠直线滑块（2-13）和底板连接片（2-7）通过螺钉固接，底板连接片（2-7）通过螺钉与底板（2-11）固接；底板（2-11）上固定有电机连接板（2-10）；

所述左右移动模块包括第二电机（3-1）、第二联轴器（3-2）、第二丝杆支座固定侧块（3-3）、第二丝杆（3-4）、中间板（3-5）、第二丝杆滑块（3-6）、第二丝杆螺母（3-7）、第二丝杆支座支撑侧块（3-8）、第二滚珠直线导轨（3-9）和第二滚珠直线滑块（3-10）；第二电机（3-1）通过螺钉安装在电机连接板（2-10）上，第二电机（3-1）的输出轴水平朝向并通过第二联轴器（3-2）和第二丝杆（3-4）连接，第二丝杆（3-4）水平两端分别通过第二丝杆支座固定侧块（3-3）和第二丝杆支座支撑侧块（3-8）安装于底板（2-11）上；第二丝杆（3-4）通过螺纹套装有第二丝杆螺母（3-7），第二丝杆螺母（3-7）通过螺钉与第二丝杆滑块（3-6）固接，第二丝杆滑块（3-6）通过螺钉与中间板（3-5）一端固联，第二滚珠直线导轨（3-9）通过螺钉安装在底板（2-11）上且平行于第二丝杆（3-4），第二滚珠直线滑块（3-10）嵌装在第二滚珠直线导轨（3-9）上并沿第二滚珠直线导轨（3-9）水平移动，第二滚珠直线滑块（3-10）与中间板（3-5）另一端通过螺钉固接；

所述的前后移动模块包括水平板（4-1）、第三电机（4-2）、第三电机连接板（4-3）、第三联轴器（4-4）、第三丝杆支座固定侧块（4-5）、第三丝杆（4-6）、第三丝杆滑块（4-7）、测试件支架（4-8）、第三丝杆螺母（4-9）和第三丝杆支座支撑侧块（4-10）；水平板（4-1）通过螺钉固接在中间板（3-5）上，第三电机（4-2）通过第三电机连接板（4-3）固定于水平板（4-1），第三电机（4-2）的输出轴水平朝向并且与第三丝杆（4-6）通过第三联轴器（4-4）连接，第三丝杆（4-6）水平两端分别通过第三丝杆支座固定侧块（4-5）和第三丝杆支座支撑侧块（4-10）安装于水平板（4-1）上；第三丝杆（4-6）通过螺纹套装有第三丝杆螺母（4-9），第三丝杆螺母（4-9）通过螺钉与第三丝杆滑块（4-7）固接，第三丝杆滑块（4-7）通过螺钉与测试件支架（4-8）固联，测试件支架（4-8）顶端安装测试件（6）。