CN106989909A - 一种用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，包括框架、直行试验装置和转向试验装置，所述直行试验装置和转向试验装置均安装于框架上，所述框架内为行走机构的测试空间且设置有地形模拟装置，所述直行试验装置用来在连接行走机构之后驱动行走机构完成直线行走测试，所述转向试验装置用来在连接行走机构之后驱动行走机构完成转向测试，所述地形模拟装置用来提供不同的地形路况。本发明具有结构简单、操作渐变、综合测试能力强等优点。

Description

一种用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台

技术领域

本发明主要涉及到移动机器人领域，特指一种用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台。

背景技术

移动机器人的通过能力是其机动性能的重要指标，通常对其试验内容包括直行性能试验、转向性能试验以及地形适应性试验。然而对移动机器人进行野外试验不仅需要先制作出完整的机器人，耗时耗资大，对试验场地要求也多种多样，同时还不便于试验数据的获取。而对移动机器人的单个行走机构进行室内模拟试验，不仅能够简化试验对象及环境，还能够更快更方便地获得试验数据，以便节约成本、缩短研发周期。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、操作简便、综合测试能力强的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，包括框架、直行试验装置和转向试验装置，所述直行试验装置和转向试验装置均安装于框架上，所述框架内为行走机构的测试空间且设置有地形模拟装置，所述直行试验装置用来在连接行走机构之后驱动行走机构完成直线行走测试，所述转向试验装置用来在连接行走机构之后驱动行走机构完成转向测试，所述地形模拟装置用来提供不同的地形路况。

作为本发明的进一步改进：所述直行试验装置包括前后滑动导轨和竖直滑动导轨，所述前后滑动导轨沿着水平方向布置，所述竖直滑动导轨沿着竖直方向布置并安装于前后滑动导轨上，所述行走机构安装于竖直滑动导轨上，所述行走机构在驱动下沿着前后滑动导轨做直线运动，并通过竖直滑动导轨适应地形模拟装置产生的路况。

作为本发明的进一步改进：所述前后滑动导轨通过导轨固定座安装于框架上。

作为本发明的进一步改进：所述竖直滑动导轨的上端通过导轨安装座安装于前后滑动导轨上，所述导轨安装座沿前后滑动导轨做直线滑动，所述竖直滑动导轨沿导轨安装座做升降滑动。

作为本发明的进一步改进：所述竖直滑动导轨的上端安装有直行负载支撑板。

作为本发明的进一步改进：所述转向试验装置包括旋转及滑动导轨、轮距调整杆、十字联接扣和轴距调整杆，所述旋转及滑动导轨的下端水平安装有轮距调整杆，所述十字联接扣上有两个中心线互相垂直、但不在同一水平面内的方孔，所述轮距调整杆和轴距调整杆分别穿过这两个方孔、并通过连接件固定连接于十字联接扣上；所述行走机构连接于所述轴距调整杆上。

作为本发明的进一步改进：所述转向试验装置通过固定座安装于框架上，所述固定座上开设有中心线在竖直方向的圆孔，所述旋转及滑动导轨穿过所述圆孔并以圆孔中心线为轴线自转以及沿圆孔中心线方向上下滑动。

作为本发明的进一步改进：所述轮距调整杆和轴距调整杆的长度方向上均印有标尺，用来进行调整。

作为本发明的进一步改进：所述轴距调整杆上安装有转向负载支撑板。

作为本发明的进一步改进：所述地形模拟装置为放置于框架内底板上的土壤、砂石、沟壑、台阶中任意一项或多项。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，通过在本试验平台框架的底板上放置土壤、砂石、沟壑、台阶等，便可以模拟不同的地形环境，以测试被试验对象的地形适应性；还能够以多种行进方式进行参数化模拟，即能够对机器人行走机构的直行、越障以及转向等多种运动模态进行变参数条件下的模拟的行走机构通过能力试验平台。本发明的整体装置具有结构简单、操作方便、功能齐全、适用广泛的特点。

2、本发明的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，不仅能够像常规的试验装置一样模拟行走机构的直线行驶，还能够模拟行走机构的转向行进。直行试验装置可在多种地形条件下对被试验对象进行直线前进或者后退行进的试验。转向试验装置可使得被试验对象以旋转与滑动导轨为中心作公转，以模拟移动机器人以底盘中心为瞬心作原地转向运动。不论是直线行驶模态还是转向行驶模态，都可以通过在负载支撑板上放置重物来模拟移动机器人的负载，使得试验环境更逼近于真实情况。此外，转向行驶试验时，可通过调整轮距调整杆与轴距调整杆的工作长度来模拟具有不同轴距与轮距的移动机器人，实现参数化试验。

3、本发明的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，采用模块化设计，直行试验装置与转向试验装置可方便地在框架上进行拆装，进行试验时，只需将相应的试验装置装在框架上即可，不同的试验装置互不干涉。

附图说明

图1是本发明在具体应用实例中的立体结构原理示意图。

图2是本发明在具体应用实例中直行试验装置的安装结构示意图。

图3是本发明在具体应用实例中直行试验装置的另一个视角的安装结构示意图。

图4是本发明在具体应用实例中转向试验装置的安装结构示意图。

图5是本发明在具体应用实例中转向试验装置的另一个视角的安装结构示意图。

图例说明：

1、框架；2、直行试验装置；3、转向试验装置；4、驱动装置；5、行走机构；6、地形模拟装置；7、标尺；21、导轨固定座；22、前后滑动导轨；23、导轨安装座；24、竖直滑动导轨；25、直行负载支撑板；26、导轨底座；31、固定座；32、旋转及滑动导轨；33、轮距调整杆；34、十字联接扣；35、轴距调整杆；36、转向负载支撑板。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1～图5所示，本发明的行走机构通过能力试验平台，包括框架1、直行试验装置2和转向试验装置3，直行试验装置2和转向试验装置3均安装于框架1上，框架1内为行走机构5的测试空间且设置有地形模拟装置6，行走机构5为被试验对象，直行试验装置2用来在连接行走机构5之后驱动行走机构5完成直线行走测试，转向试验装置3用来在连接行走机构5之后驱动行走机构5完成转向测试，地形模拟装置6用来提供不同的地形路况。

如图2和图3所示，在具体应用实例中，该直行试验装置2包括导轨固定座21、前后滑动导轨22、导轨安装座23、竖直滑动导轨24、直行负载支撑板25以及导轨底座26；其中，前后滑动导轨22的两端装有固定在框架1上的导轨固定座21，导轨安装座23可沿前后滑动导轨22前后滑动，竖直滑动导轨24可沿导轨安装座23上下滑动，直行负载支撑板25安装于竖直滑动导轨24的上端，导轨底座26安装于竖直滑动导轨24的下端。

在进行直线行进试验时，直行试验装置2通过导轨固定座21固定在框架1上，行走机构5装在导轨底座26上，由驱动装置4为其提供行进动力。在前后滑动导轨22以及竖直滑动导轨24的支持与约束下，行走机构5可以始终保持立起姿态，并在驱动装置4的驱动下实现前进后退以及上下的起伏。通过在框架1的底板上设置不同的地形状况，便可对行走机构5在相应地形条件下的前进、后退、上下坡、跨沟攀台等通过能力进行观察与测试。此外，通过在直行负载支撑板25上放置重物，便可模拟行走机构5所承受的负载，使得试验环境更为逼真。

如图4和图5所示，在具体应用实例中，该转向试验装置3包括固定座31、旋转及滑动导轨32、轮距调整杆33、十字联接扣34、轴距调整杆35和转向负载支撑板36（图中H为轴距，L为轮距）；其中，固定座31上有中心线在竖直方向的圆孔，旋转及滑动导轨32穿过该圆孔并可以圆孔中心线为轴线自转以及沿圆孔中心线方向上下滑动，旋转及滑动导轨32的下端水平安装有轮距调整杆33，十字联接扣34上有两个中心线互相垂直、但不在同一水平面内的方孔，轮距调整杆33和轴距调整杆35分别穿过这两个方孔、并被十字联接扣34上的紧定螺钉固定，当紧定螺钉松开时，轮距调整杆33和轴距调整杆35可分别沿十字联接扣34上的两方孔滑动，轮距调整杆33和轴距调整杆35均在其长度方向上印有标尺7，轴距调整杆35的一端装有转向负载支撑板36。

在进行转向性能试验时，转向试验装置3通过固定座31固定在框架1上。行走机构5安装在转向负载支撑板36上，并由驱动装置4为其提供行进动力。在旋转及滑动导轨32、轮距调整杆33以及轴距调整杆35的支撑下，行走机构5始终保持竖立。当驱动装置4驱动行走机构5行进时，在旋转及滑动导轨32的约束下，行走机构5绕旋转及滑动导轨32的中心轴线作公转运动，而此时的公转中心则相当于移动机器人作原地转向时的旋转中心。通过在框架1的底板上放置不同的地形材料，便可对行走机构5在不同地形条件下的转向性能进行观察与测试。而旋转及滑动导轨32可使行走机构5上下浮动，以适应地形的起伏。通过调整十字联接扣34与轮距调整杆33及轴距调整杆35的相对位置，便可方便地对移动机器人的轮距与轴距进行模拟调节，以测试不同参数条件下行走机构5的转向性能。此外，可通过在转向负载支撑板36上放置重物来模拟行走机构5转向行进时的负载。

在具体应用实例中，地形模拟装置6可以根据实际需要来选择，如为放置于框架内底板上的土壤、砂石、沟壑、台阶中任意一项或多项。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，其特征在于，包括框架（1）、直行试验装置（2）和转向试验装置（3），所述直行试验装置（2）和转向试验装置（3）均安装于框架（1）上，所述框架（1）内为行走机构（5）的测试空间且设置有地形模拟装置（6），所述直行试验装置（2）用来在连接行走机构（5）之后驱动行走机构（5）完成直线行走测试，所述转向试验装置（3）用来在连接行走机构（5）之后驱动行走机构（5）完成转向测试，所述地形模拟装置（6）用来提供不同的地形路况。

2.根据权利要求1所述的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，其特征在于，所述直行试验装置（2）包括前后滑动导轨（22）和竖直滑动导轨（24），所述前后滑动导轨（22）沿着水平方向布置，所述竖直滑动导轨（24）沿着竖直方向布置并安装于前后滑动导轨（22）上，所述行走机构（5）安装于竖直滑动导轨（24）上，所述行走机构（5）在驱动下沿着前后滑动导轨（22）做直线运动，并通过竖直滑动导轨（24）适应地形模拟装置（6）产生的路况。

3.根据权利要求2所述的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，其特征在于，所述前后滑动导轨（22）通过导轨固定座（21）安装于框架（1）上。

4.根据权利要求2所述的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，其特征在于，所述竖直滑动导轨（24）的上端通过导轨安装座（23）安装于前后滑动导轨（22）上，所述导轨安装座（23）沿前后滑动导轨（22）做直线滑动，所述竖直滑动导轨（24）沿导轨安装座（23）做升降滑动。

5.根据权利要求2所述的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，其特征在于，所述竖直滑动导轨（24）的上端安装有直行负载支撑板（25）。

6.根据权利要求1 ～ 5中任意一项所述的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，其特征在于，所述转向试验装置（3）包括旋转及滑动导轨（32）、轮距调整杆（33）、十字联接扣（34）和轴距调整杆（35），所述旋转及滑动导轨（32）的下端水平安装有轮距调整杆（33），所述十字联接扣（34）上有两个中心线互相垂直、但不在同一水平面内的方孔，所述轮距调整杆（33）和轴距调整杆（35）分别穿过这两个方孔、并通过连接件固定连接于十字联接扣（34）上；所述行走机构（5）连接于所述轴距调整杆（35）上。

7.根据权利要求6所述的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，其特征在于，所述转向试验装置（3）通过固定座（31）安装于框架（1）上，所述固定座（31）上开设有中心线在竖直方向的圆孔，所述旋转及滑动导轨（32）穿过所述圆孔并以圆孔中心线为轴线自转以及沿圆孔中心线方向上下滑动。

8.根据权利要求6所述的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，其特征在于，所述轮距调整杆（33）和轴距调整杆（35）的长度方向上均印有标尺（7），用来进行调整。

9.根据权利要求6所述的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，其特征在于，所述轴距调整杆（35）上安装有转向负载支撑板（36）。

10.根据权利要求1 ～ 5中任意一项所述的用于移动机器人的行走机构通过能力试验平台，其特征在于，所述地形模拟装置（6）为放置于框架（1）内底板上的土壤、砂石、沟壑、台阶中任意一项或多项。