本實(shí)用新型涉及觀測(cè)系統(tǒng)及試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種用于足式行走對(duì)象的多路面運(yùn)動(dòng)力學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

仿生機(jī)器人的研究在全世界范圍內(nèi)得到廣泛開(kāi)展。隨著研究的不斷深入，越來(lái)越多的研究人員通過(guò)對(duì)擁有優(yōu)異運(yùn)動(dòng)能力的動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn)研究，獲得啟示，進(jìn)而將動(dòng)物所具備的卓越運(yùn)動(dòng)原理與機(jī)制應(yīng)用于機(jī)器人的技術(shù)開(kāi)發(fā)，大幅提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能。在生物運(yùn)動(dòng)原型及仿生機(jī)器人的眾多研究之中，由于足式動(dòng)物以及足式機(jī)器人所具有的良好的步行運(yùn)動(dòng)以及適應(yīng)不同路況的能力，因此足式動(dòng)物及足式行走機(jī)器人的多路面行走運(yùn)動(dòng)力學(xué)研究成為機(jī)器人領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

然而，目前用于足式動(dòng)物及足式機(jī)器人的多路面運(yùn)動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備尚有待開(kāi)發(fā)。目前，往往是采用簡(jiǎn)易的搭接木板或者普通跑步機(jī)對(duì)足式行走動(dòng)物或者足式機(jī)器人進(jìn)行觀察測(cè)試。這些傳統(tǒng)的試驗(yàn)裝置存在諸多缺陷，如通常采用的簡(jiǎn)易搭接木板試驗(yàn)裝置一般只能實(shí)現(xiàn)俯仰方向的傾斜，而且由于支撐物體高度的限制并不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的角度調(diào)節(jié)，這給測(cè)試帶來(lái)諸多不便；另外，由于其不能實(shí)現(xiàn)橫滾方向的角度調(diào)節(jié)，故對(duì)足式動(dòng)物或者足式機(jī)器人的側(cè)向穩(wěn)定性以及在側(cè)傾情況下的行走能力不能進(jìn)行有效評(píng)估。再者，目前測(cè)試中經(jīng)常使用的普通跑步機(jī)，同樣也只能完成俯仰方向的角度調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)的范圍較小，并不能滿足試驗(yàn)要求；同時(shí)，文獻(xiàn)調(diào)研表明，常見(jiàn)的行走測(cè)試系統(tǒng)多數(shù)僅能針對(duì)某單一路面情況進(jìn)行測(cè)試，無(wú)法進(jìn)行多路面的選擇與切換，因此具有較大測(cè)試局限性。

綜觀上述用于足式行走的運(yùn)動(dòng)力學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，急需一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)俯仰、橫滾角度調(diào)節(jié)、不同測(cè)試路面切換且有效獲取運(yùn)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)并能夠用于不同足式行走對(duì)象的運(yùn)動(dòng)力學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的足式行走對(duì)象觀察測(cè)試裝置存在的功能單一、不能快速進(jìn)行多路面行走測(cè)試、試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集能力不足等問(wèn)題，而提供一種用于足式行走對(duì)象的運(yùn)動(dòng)力學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)，該運(yùn)動(dòng)力學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)功能多樣，能夠快速切換測(cè)試路面類型、擁有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集能力并適用于包括足式機(jī)器人、小型足式行走動(dòng)物等足式行走對(duì)象的運(yùn)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)采集。

本實(shí)用新型包括橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、路面轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、橫滾角度保持機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)以及由高速攝像機(jī)和紅外攝像機(jī)所組成的光學(xué)三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)。

所述的光學(xué)三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)由兩臺(tái)高速攝像機(jī)，六臺(tái)均布的紅外攝像機(jī)組成，其中高速攝像機(jī)用于捕捉行走對(duì)象的運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)，紅外攝像機(jī)負(fù)責(zé)試驗(yàn)對(duì)象的三維空間運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的采集。

所述的橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二機(jī)架、第一齒輪、第二齒輪、第三機(jī)架、第三螺釘、第一減速自鎖電機(jī)。其中，第二機(jī)架由一對(duì)對(duì)稱分布的第三螺釘固定在第三機(jī)架上，第一減速自鎖電機(jī)固連在第三機(jī)架的中部，橫滾旋轉(zhuǎn)軸、第一減速自鎖電機(jī)的軸端部分透過(guò)第二機(jī)架和第三機(jī)架的對(duì)應(yīng)軸孔分別與第一齒輪、第二齒輪固連，第一減速自鎖電機(jī)所產(chǎn)生的動(dòng)力通過(guò)第一齒輪與第二齒輪的嚙合傳遞給橫滾旋轉(zhuǎn)軸來(lái)完成測(cè)試路面?zhèn)认蚱D(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)以及不同測(cè)試路面的切換。

所述的路面轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括第一滑軌、螺桿、可升降路面、仿形基板、第一壓簧、壓力板路面、路面支撐架、柔性材質(zhì)墊、第一機(jī)架、第二滑軌，第一機(jī)架通過(guò)四個(gè)對(duì)稱分布的第二螺釘固定在第二機(jī)架上，橫滾旋轉(zhuǎn)軸由第一機(jī)架與第二機(jī)架上相對(duì)應(yīng)的軸孔確定相對(duì)位置；三個(gè)均勻布置的三角形的路面支撐架固連在橫滾旋轉(zhuǎn)軸上，兩塊仿形基板布置在三個(gè)路面支撐架之間，與可升降路面構(gòu)成凹凸測(cè)試路面的主體部分；可升降路面上存在與仿形基板上凸起對(duì)應(yīng)的圓孔，可升降路面可以沿對(duì)稱分布的第一滑軌上下滑動(dòng)以調(diào)節(jié)仿形基板上的凸包露出高度來(lái)形成不同的凹凸路面；成對(duì)分布在可升降路面兩側(cè)的第一螺釘穿過(guò)路面支撐架上的通孔以螺紋連接的方式固連在可升降路面上，布置在可升降路面與第一螺釘之間的第一壓簧起到保持升降路面相對(duì)位置的作用；對(duì)稱分布的四個(gè)螺桿以螺紋連接的方式固連在兩側(cè)的路面支撐架上，同時(shí)穿過(guò)可升降路面的通孔，通過(guò)調(diào)節(jié)在四個(gè)螺桿上的螺母的位置即可調(diào)節(jié)可升降路面的高度。另兩個(gè)測(cè)試路面類型分別為普通平路測(cè)試路面和松軟測(cè)試路面，其中，普通平路測(cè)試路面由壓力板路面固連在路面支撐架的側(cè)邊，而松軟測(cè)試路面則是在此基礎(chǔ)上將柔性材質(zhì)墊緊密貼合在另一個(gè)壓力板路面上。在橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的協(xié)動(dòng)下，三種路面可以根據(jù)試驗(yàn)要求快速自由切換，且每種路面的側(cè)向偏轉(zhuǎn)角度可自由調(diào)節(jié)。

所述的橫滾角度保持機(jī)構(gòu)包括第四螺釘、第五機(jī)架、第二壓簧、第一銷軸、限位支架、第一絲杠、第一絲杠螺母、連桿、支撐梁、夾持元件。第五機(jī)架由第四螺釘與第一機(jī)架確定裝配關(guān)系，支撐梁穿過(guò)第五機(jī)架并與第五機(jī)架固定連接，兩個(gè)夾持元件可在支撐梁上自由滑動(dòng)，且與兩個(gè)連桿形成鉸鏈連接。同時(shí)，第一絲杠螺母通過(guò)兩個(gè)第一銷軸與兩個(gè)第二連桿分別鉸接，通過(guò)旋轉(zhuǎn)第一絲杠，隨著第一絲杠螺母的移動(dòng)，夾持元件會(huì)完成對(duì)橫滾旋轉(zhuǎn)軸的夾持，以防止在第一減速自鎖電機(jī)處于非工作狀態(tài)時(shí)，路面轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的非主動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在調(diào)節(jié)側(cè)向偏轉(zhuǎn)角度或者切換路面之前應(yīng)反向旋轉(zhuǎn)第一絲杠，使夾持元件處于非夾持狀態(tài)。這里限位支架的作用是限制第一絲杠的軸向運(yùn)動(dòng)，第二壓簧的作用是協(xié)助絲杠螺母機(jī)構(gòu)對(duì)橫滾旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行夾持。

所述的俯仰機(jī)構(gòu)包括第一支撐桿、第三滑軌、第二減速自鎖電機(jī)、第一絲杠保持架、第二絲杠螺母、支架連桿、滑塊、支撐桿固定架、水平保持架、第二絲杠保持架、第二絲杠、第二支撐桿、滑輪，俯仰機(jī)構(gòu)的動(dòng)力由第二減速自鎖電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器傳遞給第二絲杠，再通過(guò)第二絲杠螺母與穿過(guò)第二絲杠螺母的支架連桿轉(zhuǎn)化為滑塊沿第三滑軌的水平滑動(dòng)。這里兩個(gè)對(duì)稱分布的第三滑軌通過(guò)六對(duì)第五螺釘固連在第四支架上，兩對(duì)支撐架的主體由第一支撐桿、第二支撐桿和滑輪組成，第一支撐桿、第二支撐桿分別通過(guò)第二銷軸、第三銷軸與滑塊和支撐桿固定架形成鉸接，第一支撐桿、第二支撐桿則通過(guò)第四銷軸形成鉸接，滑輪與第四銷軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)副。這里，支撐桿固定架的相對(duì)位置是由第七螺釘確定的，第二絲杠的相對(duì)位置是由第一絲杠保持架、第二絲杠保持架確定的，而第一絲杠保持架與第二絲杠保持架分別由兩對(duì)第六螺釘、第九螺釘固定在第四支架上，對(duì)稱分布的一對(duì)水平保持架，有兩對(duì)第八螺釘固定在第四支架上，起到防止俯仰運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)負(fù)角度的作用。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程和原理：

在具體的實(shí)施過(guò)程中，俯仰機(jī)構(gòu)通過(guò)一組滑輪將支撐力作用在固連在第四支架兩側(cè)的第二滑軌上來(lái)完成俯仰運(yùn)動(dòng)，俯仰運(yùn)動(dòng)的支點(diǎn)為第三機(jī)架與第四支架的鉸接處，由于第二減速自鎖電機(jī)和以第二絲杠與第二絲杠螺母為主體的絲杠螺母機(jī)構(gòu)均具有自鎖性，故不必添加其它鎖緊機(jī)構(gòu)來(lái)完成俯仰機(jī)構(gòu)在非工作狀態(tài)下的鎖緊。橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、路面轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)與橫滾角度保持機(jī)構(gòu)協(xié)同完成橫滾動(dòng)作，包括測(cè)試路面?zhèn)认蚱D(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)、測(cè)試路面的快速切換、凹凸測(cè)試路面凸起高度的調(diào)節(jié)以及在橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)處于非工作狀態(tài)下橫滾旋轉(zhuǎn)軸的鎖定等工作。橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳遞給橫滾旋轉(zhuǎn)軸使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，既可以使每一個(gè)路面產(chǎn)生側(cè)向偏轉(zhuǎn)來(lái)測(cè)試行走對(duì)象的側(cè)向穩(wěn)定性，又可以快速切換不同的測(cè)試路面完成測(cè)試對(duì)象的不同類型路面行走能力測(cè)試。其中，凹凸測(cè)試路面凸包高度的調(diào)節(jié)可以通過(guò)螺母、第一壓簧協(xié)同完成，在進(jìn)行測(cè)試工作時(shí)，由橫滾角度保持機(jī)構(gòu)對(duì)橫滾旋轉(zhuǎn)軸的夾持作用確保裝置的穩(wěn)定。運(yùn)動(dòng)力學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)的采集分別由兩個(gè)壓力板路面及兩臺(tái)高速攝像機(jī)與六臺(tái)均布的紅外攝像機(jī)組成的光學(xué)三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)完成，壓力板路面用于采集行走對(duì)象對(duì)路面產(chǎn)生的壓力數(shù)據(jù)，而光學(xué)三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)用于捕捉運(yùn)動(dòng)對(duì)象在三維空間的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、本實(shí)用新型可用于足式行走對(duì)象運(yùn)動(dòng)力學(xué)的觀測(cè)，這里的足式行走對(duì)象不僅包括足式行走機(jī)器人還包括一些小型的足式行走動(dòng)物，足式行走動(dòng)物相關(guān)運(yùn)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的采集可以為仿生機(jī)器人的研究奠定良好基礎(chǔ)。

2、本實(shí)用新型可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)測(cè)試路面橫滾和俯仰角度的連續(xù)調(diào)節(jié)，可以模擬不同路況的路面，使測(cè)試數(shù)據(jù)更加全面。

3、本實(shí)用新型可以通過(guò)簡(jiǎn)單的控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到快速切換不同測(cè)試路面的目的，大大節(jié)約測(cè)試時(shí)間的同時(shí)可以得到多組不同測(cè)試路面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4、本實(shí)用新型將新型路面切換機(jī)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)采集裝置(壓力板路面)集成，配合光學(xué)三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，便于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的快速采集，利于試驗(yàn)后期的數(shù)據(jù)分析。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的主視圖。

圖3為圖2的A-A視圖。

圖4為本實(shí)用新型的俯視圖。

圖5為本實(shí)用新型俯仰支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實(shí)用新型在進(jìn)行俯仰動(dòng)作時(shí)的示意圖。

圖7為本實(shí)用新型在進(jìn)行橫滾動(dòng)作時(shí)的示意圖。

其中：1-高速攝像機(jī)；2-紅外攝像機(jī)；3-路面轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)；31-第一滑軌；32-螺桿；33-可升降路面；34-仿形基板；35-螺母；36-第一壓簧；37-第一螺釘；38-壓力板路面；39-路面支撐架；310-柔性材質(zhì)墊；311-橫滾旋轉(zhuǎn)軸；312-第一機(jī)架；313-第二滑軌；314-第二螺釘；4-橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；41-第二機(jī)架；42-第一齒輪；43-第二齒輪；44-第三機(jī)架；45-第三螺釘；46-第一減速自鎖電機(jī)；5-第四支架；6-橫滾角度保持機(jī)構(gòu)；61-第四螺釘；62-第五機(jī)架；63-第二壓簧；64-第一銷軸；65-限位支架；66-第一絲杠；67-第一絲桿螺母；68-連桿；69-支撐梁；610-夾持元件；7-俯仰機(jī)構(gòu)；71-第一支撐桿；72-第二銷軸；73-第三滑軌；74-第五螺釘；75-第二減速自鎖電機(jī)；76-聯(lián)軸器；77-第一絲杠保持架；78-第二絲杠螺母；79-第六螺釘；710-支架連桿；711-滑塊；712-第七螺釘；713-第三銷軸；714-支撐桿固定架；715-水平保持架；716-第八螺釘；717-第二絲杠保持架；718-第九螺釘；719-第二絲杠；720-第二支撐桿；721-滑輪；722-第四銷軸。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6及圖7所示，本實(shí)施例包括橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4、路面轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3、橫滾角度保持機(jī)構(gòu)6、俯仰機(jī)構(gòu)7以及由高速攝像機(jī)和紅外攝像機(jī)所組成的光學(xué)三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)。

所述的光學(xué)三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)由兩臺(tái)高速攝像機(jī)1，六臺(tái)均布的紅外攝像機(jī)2組成，其中高速攝像機(jī)1用于捕捉行走對(duì)象的運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)，紅外攝像機(jī)2負(fù)責(zé)試驗(yàn)對(duì)象三維空間運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的采集。

所述的橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4包括第二機(jī)架41、第一齒輪42、第二齒輪43、第三機(jī)架44、第三螺釘45、第一減速自鎖電機(jī)46，第二機(jī)架41由一對(duì)對(duì)稱分布的第三螺釘45固定在第三機(jī)架44上，第一減速自鎖電機(jī)46固連在第三機(jī)架44的中部，橫滾旋轉(zhuǎn)軸311、第一減速自鎖電機(jī)46的軸端部分透過(guò)第二機(jī)架41和第三機(jī)架44的對(duì)應(yīng)軸孔分別與第一齒輪42、第二齒輪43固連，第一減速自鎖電機(jī)46所產(chǎn)生的動(dòng)力通過(guò)第一齒輪42與第二齒輪43的嚙合傳遞給橫滾旋轉(zhuǎn)軸311來(lái)完成測(cè)試路面?zhèn)认蚱D(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)以及不同測(cè)試路面的切換。

所述的路面轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3包括第一滑軌31、螺桿32、可升降路面33、仿形基板34、第一壓簧36、壓力板路面38、路面支撐架39、柔性材質(zhì)墊310、第一機(jī)架312、第二滑軌313，第一機(jī)架312通過(guò)四個(gè)對(duì)稱分布的第二螺釘314固定在第二機(jī)架41上，橫滾旋轉(zhuǎn)軸311由第一機(jī)架312與第二機(jī)架41上相對(duì)應(yīng)的軸孔確定相對(duì)位置；三個(gè)均勻布置的三角形的路面支撐架39固連在橫滾旋轉(zhuǎn)軸311上，兩塊仿形基板34布置在三個(gè)路面支撐架39之間，與可升降路面33構(gòu)成凹凸測(cè)試路面的主體部分；可升降路面33上存在與仿形基板34上凸包對(duì)應(yīng)的圓孔，可升降路面33可以沿對(duì)稱分布的第一滑軌31上下滑動(dòng)以調(diào)節(jié)仿形基板34上的凸包露出高度來(lái)形成不同凹凸測(cè)試路面；成對(duì)分布在可升降路面33兩側(cè)的第一螺釘37穿過(guò)路面支撐架39上的通孔以螺紋連接的方式固連在可升降路面33上，布置在可升降路面33與第一螺釘37之間的第一壓簧36起到保持升降路面33相對(duì)位置的作用，而對(duì)稱分布的四個(gè)螺桿32以螺紋連接的方式固連在兩側(cè)的路面支撐架39上，同時(shí)穿過(guò)可升降路面33的通孔，通過(guò)調(diào)節(jié)在四個(gè)螺桿32上的螺母35的位置即可調(diào)節(jié)可升降路面33的高度。另兩個(gè)測(cè)試路面分別為普通平路測(cè)試路面和松軟測(cè)試路面，其中，普通平路測(cè)試路面由壓力板路面38固連在路面支撐架39的側(cè)邊，而松軟測(cè)試路面則是在此基礎(chǔ)上將柔性材質(zhì)墊310緊密貼合在在另一個(gè)壓力板路面38上。在橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的協(xié)動(dòng)下，三種路面可以根據(jù)試驗(yàn)要求快速自由切換，且每種路面的側(cè)向偏轉(zhuǎn)角度可自由調(diào)節(jié)。所述的柔性材質(zhì)墊310是海綿或柔性橡膠。

所述的橫滾角度保持機(jī)構(gòu)6包括第四螺釘61、第五機(jī)架62、第二壓簧63、第一銷軸64、限位支架65、第一絲杠66、第一絲杠螺母67、連桿68、支撐梁69、夾持元件610，第五機(jī)架62由第四螺釘61與第一機(jī)架312確定裝配關(guān)系，支撐梁69穿過(guò)第五機(jī)架62并與第五機(jī)架62固定連接，兩個(gè)夾持元件610可在支撐梁69上自由滑動(dòng)，且與兩個(gè)連桿68形成鉸鏈連接。同時(shí)，第一絲杠螺母67通過(guò)兩個(gè)第一銷軸64與兩個(gè)第二連桿68分別鉸接，通過(guò)旋轉(zhuǎn)第一絲杠66，隨著第一絲杠螺母67的移動(dòng)，夾持元件610會(huì)完成對(duì)橫滾旋轉(zhuǎn)軸311的夾持，以防止在第一減速自鎖電機(jī)46處于非工作狀態(tài)時(shí)，路面轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3的非主動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在調(diào)節(jié)側(cè)向偏轉(zhuǎn)角度或者切換路面之前應(yīng)反向旋轉(zhuǎn)第一絲杠66，使夾持元件610處于非夾持狀態(tài)。這里限位支架65的作用是限制第一絲杠66的軸向運(yùn)動(dòng)，第二壓簧63的作用是協(xié)助絲杠螺母機(jī)構(gòu)對(duì)橫滾旋轉(zhuǎn)軸311進(jìn)行夾持。

所述的俯仰機(jī)構(gòu)7包括第一支撐桿71、第三滑軌73、第二減速自鎖電機(jī)75、第一絲杠保持架77、第二絲杠螺母78、支架連桿710、滑塊711、支撐桿固定架714、水平保持架715、第二絲杠保持架717、第二絲杠719、第二支撐桿720、滑輪721，俯仰機(jī)構(gòu)7的動(dòng)力由第二減速自鎖電機(jī)75通過(guò)聯(lián)軸器76傳遞給第二絲杠719，再通過(guò)第二絲杠螺母78與穿過(guò)第二絲杠螺母78的支架連桿710轉(zhuǎn)化為滑塊711沿第三滑軌73的水平滑動(dòng)；這里兩個(gè)對(duì)稱分布的第三滑軌73通過(guò)六對(duì)第五螺釘74固連在第四支架5上，兩對(duì)支撐架的主體由第一支撐桿71、第二支撐桿720和滑輪721組成，第一支撐桿71、第二支撐桿720分別通過(guò)第二銷軸72、第三銷軸713與滑塊711和支撐桿固定架714形成鉸接，第一支撐桿71、第二支撐桿720則通過(guò)第四銷軸722形成鉸接，滑輪721與第四銷軸722形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；這里，支撐桿固定架714的相對(duì)位置是由第七螺釘712確定的，第二絲杠719的相對(duì)位置是由第一絲杠保持架77、第二絲杠保持架717確定的，而第一絲杠保持架77與第二絲杠保持架717分別由兩對(duì)第六螺釘79、第九螺釘718固定在第四支架5上，對(duì)稱分布的一對(duì)水平保持架715，有兩對(duì)第八螺釘716固定在第四支架5上，起到防止俯仰運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)負(fù)角度的作用。

在具體的實(shí)施過(guò)程中，俯仰機(jī)構(gòu)7通過(guò)一組滑輪721將支撐力作用在固連在第四支架5兩側(cè)的第二滑軌313上來(lái)完成俯仰運(yùn)動(dòng)，俯仰運(yùn)動(dòng)的支點(diǎn)為第三機(jī)架44與第四支架5的鉸接處，由于第二減速自鎖電機(jī)75和以第二絲杠719與第二絲杠螺母78為主體的絲杠螺母機(jī)構(gòu)均具有自鎖性，故不必添加其它鎖緊機(jī)構(gòu)來(lái)完成俯仰機(jī)構(gòu)7在非工作狀態(tài)下的鎖緊。橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4、路面轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3與橫滾角度保持機(jī)構(gòu)6協(xié)同完成橫滾動(dòng)作，包括測(cè)試路面?zhèn)认蚱D(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)、測(cè)試路面的快速切換、凹凸測(cè)試路面凸起高度的調(diào)節(jié)以及在橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4處于非工作狀態(tài)下橫滾旋轉(zhuǎn)軸311的鎖定等工作。橫滾傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4將動(dòng)力傳遞給橫滾旋轉(zhuǎn)軸311使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，既可以使每一個(gè)路面產(chǎn)生側(cè)向偏轉(zhuǎn)來(lái)測(cè)試行走對(duì)象的側(cè)向穩(wěn)定性，又可以快速切換不同的測(cè)試路面，完成測(cè)試對(duì)象的不同類型路面行走能力測(cè)試。其中，凹凸測(cè)試路面凸包高度的調(diào)節(jié)可以通過(guò)螺母35、第一壓簧36協(xié)同完成，在進(jìn)行測(cè)試工作時(shí)，由橫滾角度保持機(jī)構(gòu)6對(duì)橫滾旋轉(zhuǎn)軸311的夾持作用確保裝置的穩(wěn)定。有關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)的采集分別由兩個(gè)壓力板路面38，及兩臺(tái)高速攝像機(jī)1，六臺(tái)均布的紅外攝像機(jī)2組成的光學(xué)三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)完成，壓力板路面38用于采集行走對(duì)象對(duì)路面產(chǎn)生的壓力數(shù)據(jù)，而光學(xué)三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)用于捕捉運(yùn)動(dòng)對(duì)象在三維空間的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)。