CN107389054A - 机器人测试平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人测试平台，包括呈立方体结构的整体支架，整体支架顶部由纵向支架和支架构成，在整体支架顶部设置跟踪定位机构，整体支架的底部设置速度测试平台。本测试平台不仅能够满足双足机器人行走测试的目的，而且还能够满足轮式机器人速度测试的目的，更能够保证研发人员的安全，避免出现意外。

Description

机器人测试平台
技术领域
本发明涉及机器人测试领域，具体涉及一种机器人测试平台。
背景技术
目前机器人行业在我国发展的如火如荼，而机器人的行走大体分为两种形式，一种是轮式，另一种是足式，足式机器人在实现样机制作之后必要进行步态的训练测试，而轮式机器人在实现样机之后也需要进行测试和训练，目前市场上缺少专门的针对轮式机器人和足式机器人的训练测试平台。
发明内容
有鉴于此，本发明针对目前的轮式和足式机器人而设计的训练测试平台，既可以配套相应的测试程序来训练机器人，又可以防止机器人在训练过程中由于不稳定而摔倒。本发明的机器人测试平台不仅能够满足双足机器人在有保护措施的环境中进行行走测试的目的，而且能够满足轮式机器人测试速度的目的，最后还能避免对测试人员造成伤害。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：机器人测试平台，包括呈立方体结构的整体支架，整体支架顶部由纵向支架和横向驱动支架构成，在整体支架顶部设置跟踪定位机构，整体支架的底部设置速度测试平台。
上述跟踪定位机构包括滑动机构和提升机构，所述滑动机构包括固定在纵向支架上的纵向导轨和滑块Ⅰ，在滑块Ⅰ上固定有两根相互平行的横向支架，横向支架上安装有横向导轨和滑块Ⅱ；所述提升机构包括固定在滑块Ⅱ上的折边安装版，折边安装版具有两个相互平行的折边，所述折边与横向导轨平行，在折边安装版上安装有轴承座Ⅰ，轴承座Ⅰ中固定轴承Ⅰ，在轴承Ⅰ中固定有与轴承配合旋转的同步轴Ⅰ，在同步轴Ⅰ的两端固定有卷线轮，同步轴Ⅰ还与同步轮Ⅰ固定，在折边安装版上还安装有牵引电机，牵引电机通过同步带与同步轮Ⅰ连接，实现牵引电机带动同步轴Ⅰ同步旋转。所述卷线轮与同步轴用D口固定。
所述折边安装版的两折边上安装有限位导论，折边安装版的另两边(即不是折边的两侧)设有同步带固定与张紧装置。
为了使本发明能够更好实施，在以上方案的基础上，还包括用于驱动横向支架沿纵向导轨滑动的纵向驱动机构，用于驱动提升机构沿横向导轨滑动的横向驱动机构。
具体地，所述纵向驱动机构包括设置在横向驱动支架上的轴承座Ⅱ，轴承座Ⅱ内具有轴承，轴承与同步轴Ⅱ配合旋转，同步轴Ⅱ的两侧分别安装有同步轮Ⅱ，两同步轮Ⅱ之间设有纵向同步带，纵向同步带与横向支架连接，横向驱动支架上还设置有用于驱动纵向同步带运动的纵向驱动电机。
具体地，所述横向驱动机构包括分别设置在横向导轨两端的同步轮Ⅲ，两个同步轮Ⅲ之间设置有横向同步带，同步轮Ⅲ与横向驱动电机连接，用于驱动同步轮Ⅲ上的横向同步带运动，横向支架上设置有用于连接横向同步带的固定装置和张紧装置。
所述速度测试平台包括固定于整体支架底部的测试平台支架、设置于测试平台支架上的跑步带传动机构和角度调整机构。所述跑步带传动机构包括主动托锟滚筒、从动托锟滚筒、跑步带、垫板、齿轮、链条和传动电机，其中所述主动托锟滚筒通过调平装置固定在测试平台支架上，从动托锟滚筒与固定于轴承座Ⅲ上的轴承Ⅲ连接，轴承座Ⅲ固定在测试平台支架上，主动托锟滚筒和从动托锟滚筒之间用跑步带连接，跑步带与测试平台支架之间设置有垫板；传动电机固定在测试平台支架上，传动电机的转动轴与齿轮固定，齿轮与主动托锟滚筒之间通过链条连接；所述角度调整机构包括安装在主动托锟滚筒一侧的推杆电机。
本发明还包括跟踪定位系统，所述跟踪定位系统包括电机控制器，用于控制跟踪定位机构动作的跟踪定位电路、用于控制牵引电机动作的牵引控制电路，用于采集机器人实时位置信息的摄像头，用于采集机器人移动速度的编码器，用于收集平台角度信息的陀螺仪，电机控制器接受来自摄像头采集的机器人位置信息、编码器采集的机器人移动速度信息和陀螺仪采集的平台角度信息，并向跟踪定位电路、牵引控制电路和角度调整电路发出控制指令。
本发明的有益效果在于：本发明的机器人测试平台，通过搭建的框架，并在框架上搭建跟踪定位系统，在框架里面的搭建速度测试平台，如此，当速度测试平台不运行时，机器人测试平台可以用来测试双足机器人的步态，当机器人正常行走时，跟踪定位机构通过摄像头采集的信息反馈到驱动电机从而一直跟踪机器人并且上面的牵引绳处于松弛状态，一旦机器人失衡摔倒，牵引电机立刻转动，牵引绳将机器人提起，跟踪定位机构回到起始点重新开始；当速度测试平台运行时，机器人测试平台可以用来测试轮式机器人的运行速度和稳定性，轮式机器人在速度测试平台上运动，而速度测试平台不断匹配轮式机器人的速度，并且速度不断增加，直到轮式机器人的速度达到极限，当速度测试平台的速度大于轮式机器人的最大速度时，牵引电机通过牵引绳将轮式机器人提起。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明机器人测试平台实施例的结构示意图；
图2为摄像头安装位置示意图；
图3为横向驱动机构示意图；
图4为提升机构示意图；
图5为部分速度测试平台示意图；
图6为另一部分速度测试平台示意图；
图7为跟踪定位系统框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参见图1，机器人测试平台，包括呈立方体结构的整体支架1，整体支架1顶部由纵向支架2和横向驱动支架4构成，在整体支架1顶部设置跟踪定位机构，整体支架1的底部设置速度测试平台5。
所述跟踪定位机构包括滑动机构和提升机构，所述滑动机构包括固定在纵向支架2上的纵向导轨3和滑块Ⅰ41，在滑块Ⅰ41上固定有两根相互平行的横向支架7，横向支架7上安装有横向导轨6和滑块Ⅱ42；所述提升机构(如图4所示)包括固定在滑块Ⅱ42上的折边安装版16，折边安装版16具有两个相互平行的折边，设置折边安装版16时，所述折边与横向导轨6平行，在折边安装版16上安装有轴承座Ⅰ9，轴承座Ⅰ9中固定轴承Ⅰ13，在轴承Ⅰ13中固定有与轴承配合旋转的同步轴Ⅰ10，在同步轴Ⅰ10的两端固定有卷线轮8，卷线轮8与同步轴10用D口固定，同步轴Ⅰ10还与同步轮Ⅰ15固定，在折边安装版16上还安装有牵引电机11，牵引电机11通过同步带14与同步轮Ⅰ15连接，实现牵引电机11带动同步轴Ⅰ10同步旋转。折边安装版16的两折边上安装有限位导论17，限位导轮17用于限定牵引绳的位置，折边安装版16的另两边设有同步带固定与张紧装置12。
本实施例的机器人测试平台，通过搭建的整体支架1，并在支整体支架1上搭建跟踪定位系统，在框架里面的搭建速度测试平台5，如此，当速度测试平台5不运行时，机器人测试平台可以用来测试双足机器人的步态，当机器人正常行走时，跟踪定位机构通过摄像头35(图2所示)采集的信息反馈到驱动电机从而一直跟踪机器人并且上面的牵引绳处于松弛状态，一旦机器人失衡摔倒，牵引电机11立刻转动，牵引绳将机器人提起，跟踪定位机构回到起始点重新开始；当速度测试平台5运行时，机器人测试平台可以用来测试轮式机器人的运行速度和稳定性，轮式机器人在速度测试平台上运动，而速度测试平台不断匹配轮式机器人的速度，并且速度不断增加，直到轮式机器人的速度达到极限，当速度测试平台的速度大于轮式机器人的最大速度时，牵引电机通过牵引绳将轮式机器人提起从而达到测试轮式机器人的目的。
还包括用于驱动横向支架7沿纵向导轨3滑动的纵向驱动机构，用于驱动提升机构沿横向导轨6滑动的横向驱动机构。所述纵向驱动机构包括设置在横向驱动支架4上的轴承座Ⅱ39，轴承座Ⅱ39内具有轴承，轴承与同步轴Ⅱ38配合旋转，同步轴Ⅱ38的两侧分别安装有同步轮Ⅱ37，两同步轮Ⅱ37之间设有纵向同步带(图中未画出)，纵向同步带与横向支架7连接，横向驱动支架4上还设置有用于驱动纵向同步带运动的纵向驱动电机36。所述横向驱动机构(如图3所示)包括分别设置在横向导轨6两端的同步轮Ⅲ22，两个同步轮Ⅲ22之间设置有横向同步带(图中未画出)，同步轮Ⅲ22与横向驱动电机19连接，用于驱动同步轮Ⅲ22上的横向同步带运动，横向支架7上设置有用于连接横向同步带的固定装置20和张紧装置18。
速度测试平台5包括固定于整体支架1底部的测试平台支架28、设置于测试平台支架28上的跑步带传动机构和角度调整机构。
跑步带传动机构(如图5和图6所示)包括主动托锟滚筒31、从动托锟滚筒24、跑步带25、垫板27、齿轮29、链条30和传动电机33，其中所述主动托锟滚筒31通过调平装置32固定在测试平台支架28上，调平装置32用于调整两个托锟滚筒以保证两个托锟滚筒平行从而防止跑步带25滑落，从动托锟滚筒24与固定于轴承座Ⅲ23上的轴承Ⅲ26连接，轴承座Ⅲ23固定在测试平台支架28上，主动托锟滚筒31和从动托锟滚筒24之间用跑步带25连接，跑步带25与测试平台支架28之间设置有垫板27；传动电机33固定在测试平台支架28上，传动电机33的转动轴与齿轮29固定，齿轮29与主动托锟滚筒31之间通过链条30连接；从而带动整个机构运行。所述角度调整机构包括安装在主动托锟滚筒31一侧的推杆电机40，用于调整角度，和固定推杆电机40的安装板43。
本装置还包括跟踪定位系统(参见图7)，跟踪定位系统包括电机控制器，用于控制跟踪定位机构动作的跟踪定位电路、用于控制牵引电机动作的牵引控制电路，用于调整速度测试平台角度的角度调整电路，能让足式机器人在不同的坡度上进行测试，用于采集机器人实时位置信息的摄像头，用于采集机器人移动速度的编码器，用于收集平台角度信息的陀螺仪，电机控制器分别与摄像头、跟踪定位电路、牵引控制电路，角度调整电路连接，且控制器接受来自摄像头采集的机器人位置信息、编码器采集的机器人移动速度信息和陀螺仪采集的平台角度信息，并向跟踪定位电路、牵引控制电路和角度调整电路发出控制指令。本系统中控制器、摄像头、编码器、陀螺仪等器件和电路均是本领域中常规的，选用市场上常见的元器件即可实现。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或者变换，均在本发明保护范围之内，本发明的保护范围以权力要求书为准。

Claims (10)

1.机器人测试平台，其特征在于：包括呈立方体结构的整体支架(1)，整体支架(1)顶部由纵向支架(2)和横向驱动支架(4)构成，在整体支架(1)顶部设置跟踪定位机构，整体支架(1)的底部设置速度测试平台(5)。
2.根据权利要求1所述机器人测试平台，其特征在于：所述跟踪定位机构包括滑动机构和提升机构，所述滑动机构包括固定在纵向支架(2)上的纵向导轨(3)和滑块Ⅰ(41)，在滑块Ⅰ(41)上固定有两根相互平行的横向支架(7)，横向支架(7)上安装有横向导轨(6)和滑块Ⅱ(42)；所述提升机构包括固定在滑块Ⅱ(42)上的折边安装版(16)，折边安装版(16)具有两个相互平行的折边，所述折边与横向导轨(6)平行，在折边安装版(16)上安装有轴承座Ⅰ(9)，轴承座Ⅰ(9)中固定轴承Ⅰ(13)，在轴承Ⅰ(13)中固定有与轴承配合旋转的同步轴Ⅰ(10)，在同步轴Ⅰ(10)的两端固定有卷线轮(8)，同步轴Ⅰ(10)还与同步轮Ⅰ(15)固定，在折边安装版(16)上还安装有牵引电机(11)，牵引电机(11)通过同步带(14)与同步轮Ⅰ(15)连接，实现牵引电机(11)带动同步轴Ⅰ(10)同步旋转。
3.根据权利要求2所述机器人测试平台，其特征在于：所述卷线轮(8)与同步轴(10)用D口固定。
4.根据权利要求2所述机器人测试平台，其特征在于：所述折边安装版(16)的两折边上安装有限位导论(17)，折边安装版(16)的另两边设有同步带固定与张紧装置(12)。
5.根据权利要求2或3或4所述机器人测试平台，其特征在于：还包括用于驱动横向支架(7)沿纵向导轨(3)滑动的纵向驱动机构，用于驱动提升机构沿横向导轨(6)滑动的横向驱动机构。
6.根据权利要求5所述机器人测试平台，其特征在于：所述纵向驱动机构包括设置在横向驱动支架(4)上的轴承座Ⅱ(39)，轴承座Ⅱ(39)内具有轴承，轴承与同步轴Ⅱ(38)配合旋转，同步轴Ⅱ(38)的两侧分别安装有同步轮Ⅱ(37)，两同步轮Ⅱ(37)之间设有纵向同步带，纵向同步带与横向支架(7)连接，横向驱动支架(4)上还设置有用于驱动纵向同步带运动的纵向驱动电机(36)。
7.根据权利要求5所述机器人测试平台，其特征在于：所述横向驱动机构包括分别设置在横向导轨(6)两端的同步轮Ⅲ(22)，两个同步轮Ⅲ(22)之间设置有横向同步带，同步轮Ⅲ(22)与横向驱动电机(19)连接，用于驱动同步轮Ⅲ(22)上的横向同步带运动，横向支架(7)上设置有用于连接横向同步带的固定装置(20)和张紧装置(18)。
8.根据权利要求1所述机器人测试平台，其特征在于：所述速度测试平台(5)包括固定于整体支架(1)底部的测试平台支架(28)、设置于测试平台支架(28)上的跑步带传动机构和角度调整机构。
9.根据权利要求8所述机器人测试平台，其特征在于：所述跑步带传动机构包括主动托锟滚筒(31)、从动托锟滚筒(24)、跑步带(25)、垫板(27)、齿轮(29)、链条(30)和传动电机(33)，其中所述主动托锟滚筒(31)通过调平装置固定在测试平台支架(28)上，从动托锟滚筒(24)与固定于轴承座Ⅲ(23)上的轴承Ⅲ(26)连接，轴承座Ⅲ(23)固定在测试平台支架(28)上，主动托锟滚筒(31)和从动托锟滚筒(24)之间用跑步带(25)连接，跑步带(25)与测试平台支架(28)之间设置有垫板(27)；传动电机(33)固定在测试平台支架(28)上，传动电机(33)的转动轴与齿轮(29)固定，齿轮(29)与主动托锟滚筒(31)之间通过链条(30)连接；所述角度调整机构包括安装在主动托锟滚筒(31)一侧的推杆电机(40)。
10.根据权利要求1或2或3或4或6或7或8或9所述机器人测试平台，其特征在于：还包括跟踪定位系统，所述跟踪定位系统包括电机控制器，用于控制跟踪定位机构动作的跟踪定位电路、用于控制牵引电机动作的牵引控制电路，用于采集机器人实时位置信息的摄像头，用于采集机器人移动速度的编码器，用于收集平台角度信息的陀螺仪，电机控制器接受来自摄像头采集的机器人位置信息、编码器采集的机器人移动速度信息和陀螺仪采集的平台角度信息，并向跟踪定位电路、牵引控制电路和角度调整电路发出控制指令。
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