CN107449615A - 机器人爬坡能力测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明机器人爬坡能力测量方法采用配重模拟坡道阻力，通过迭代算算法测量算出机器人能够爬坡的最大斜面角度，该发明操作简单、易于实施且成本低。

Description

机器人爬坡能力测量方法

技术领域

本发明涉及一种机器人爬坡能力测量方法，尤其是一种操作简单、易于实施且成本低的机器人爬坡能力测量方法。

背景技术

目前测量机器人坡道驱动力，通常是在相同地表面上的不同斜面上实测获得具体数据。这种方式需要升降机构构建不同的斜面，检测过程需要反复升降多次测试来找临界点。此方法检测繁琐，设备成本高。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种机器人爬坡能力测量方法，该机器人爬坡能力测量方法操作简单、易于实施且成本低。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机器人爬坡能力测量方法，包括如下步骤：

a.将转向滑轮固定于水平地面上，揽绳经过转向滑轮转向后，揽绳的一端与配重相连，揽绳的另一端与机器人相连，并使得揽绳水平线与机器人的驱动轮的轴心等高，将拉力计串接安装在转向滑轮和机器人之间的揽绳上；

b.启动机器人达到机器人驱动临界点时，记录此时拉力计上的数值为Fw；

c.设：机器人能够爬坡的最大斜面角度为αn，n是大于等于0的正整数；机器人的整体质量W、地面摩擦系数μ、驱动力最小精度值Fδ，初始值α0＝(π/4)-δ，δ递进步长均已知，

当n＝0时，若Fδ<|Fw-(9.8*W*sinα0+9.8Wμcosα0)|，则α1＝α0-δ，否则结束计算；

当n＝1时，若Fδ<|Fw-(9.8*W*sinα1+9.8Wμcosα1)|，则α2＝α1-δ，否则结束计算；

当n＝2时，若Fδ<|Fw-(9.8*W*sinαn+9.8Wμcosαn)|，则α3＝α2-δ，否则结束计算；

……

以此类推，直到求得符合结束计算要求的αn。

作为本发明的进一步改进，所述揽绳的一端与配重相连是指配重经过转向轮的转向后径直向下，仅受重力的作用自然下垂的方式固定于揽绳的一端。

作为本发明的进一步改进，所述揽绳的一端与配重相连是指配重经过转向轮的转向后再绕过一个顶墙上的定滑轮向下，仅受重力的作用自然下垂的方式固定于揽绳的一端。

作为本发明的进一步改进，所述揽绳的一端与配重相连是指揽绳经过转向滑轮转向、绕过一个顶墙上的定滑轮、再经过一个动滑轮后连接到顶墙的固定点上，配重固定于动滑轮上。

作为本发明的进一步改进，所述顶墙上设有第一支架，定滑轮通过第一支架固定于顶墙上。

作为本发明的进一步改进，所述水平地面上设有第二支架，转向滑轮通过第二支架安装在水平地面上。

本发明的有益效果是：本发明采用配重模拟坡道阻力，通过迭代算算法测量算出机器人能够爬坡的最大斜面角度，该发明操作简单、易于实施且成本低。

附图说明

图1为本发明机器人爬坡能力测量方法的第一种实施方式的示意图。

图2为本发明机器人爬坡能力测量方法的第二种实施方式的示意图。

图3为本发明机器人爬坡能力测量方法的第三种实施方式的示意图。

对照以上附图，作如下补充说明：

1---机器人 2---揽绳

3---转向滑轮 4---定滑轮

5---动滑轮 6---第一支架

7---固定点 8---拉力计

9---第二支架 10---配重

具体实施方式

一种机器人爬坡能力测量方法，包括如下步骤：

a.将转向滑轮3固定于水平地面上，揽绳2经过转向滑轮3转向后，揽绳2的一端与配重10相连，揽绳2的另一端与机器人1相连，并使得揽绳2水平线与机器人1的驱动轮的轴心等高，将拉力计8串接安装在转向滑轮3和机器人1之间的揽绳2上；

b.启动机器人1达到机器人1驱动临界点时，记录此时拉力计8上的数值为Fw；

c.设：机器人1能够爬坡的最大斜面角度为αn，n是大于等于0的正整数；机器人1的整体质量W、地面摩擦系数μ、驱动力最小精度值Fδ，初始值α0＝(π/4)-δ，δ递进步长均已知，

当n＝0时，若Fδ<|Fw-(9.8*W*sinα0+9.8Wμcosα0)|，则α1＝α0-δ，否则结束计算；

当n＝1时，若Fδ<|Fw-(9.8*W*sinα1+9.8Wμcosα1)|，则α2＝α1-δ，否则结束计算；

当n＝2时，若Fδ<|Fw-(9.8*W*sinαn+9.8Wμcosαn)|，则α3＝α2-δ，否则结束计算；

……

以此类推，直到求得符合结束计算要求的αn。

本发明的实施方式一是：所述揽绳2的一端与配重10相连是指配重10经过转向轮3的转向后径直向下，仅受重力的作用自然下垂的方式固定于揽绳2的一端。在本发明的实施方式一中，仅通过滑轮3实现转向，所以行程不变。即，当配重10行程为L米，则机器人1的行程为亦L米。

本发明的实施方式二是：所述揽绳2的一端与配重10相连是指配重10经过转向轮3的转向后再绕过一个顶墙上的定滑轮4向下，仅受重力的作用自然下垂的方式固定于揽绳2的一端。在本发明的实施方式二中，通过滑轮3和定滑轮4共同实现转向，但是行程不变。即，当配重10行程为L米，则机器人1的行程为亦L米。

本发明的实施方式三是：所述揽绳2的一端与配重10相连是指揽绳2经过转向滑轮3转向、绕过一个顶墙上的定滑轮4、再经过一个动滑轮5后连接到顶墙的固定点7上，配重10固定于动滑轮5上。在本发明的实施方式三中，设置多个滑轮的目的是为了增加行程。因为配重10固定于动滑轮5上，当配重10行程为L米，则机器人1的行程为2L米。

在本发明的实施方式三中，所述顶墙上设有第一支架6，定滑轮4通过第一支架6固定于顶墙上。

在本发明的实施方式一、二、三中，所述水平地面上设有第二支架9，转向滑轮3通过第二支架9安装在水平地面上。

本发明采用配重模拟坡道阻力，通过迭代算算法测量算出机器人1能够爬坡的最大斜面角度，该发明操作简单、易于实施且成本低。

Claims (6)

1.一种机器人爬坡能力测量方法，其特征是：包括如下步骤：

a.将转向滑轮固定于水平地面上，揽绳经过转向滑轮转向后，揽绳的一端与配重相连，揽绳的另一端与机器人相连，并使得揽绳水平线与机器人的驱动轮的轴心等高，将拉力计串接安装在转向滑轮和机器人之间的揽绳上；

b.启动机器人达到机器人驱动临界点时，记录此时拉力计上的数值为Fw；

c.设：机器人能够爬坡的最大斜面角度为αn，n是大于等于0的正整数；机器人的整体质量W、地面摩擦系数μ、驱动力最小精度值Fδ，初始值α0＝(π/4)-δ，δ递进步长均已知，

当n＝0时，若Fδ<|Fw-(9.8*W*sinα0+9.8Wμcosα0)|，则α1＝α0-δ，否则结束计算；

当n＝1时，若Fδ<|Fw-(9.8*W*sinα1+9.8Wμcosα1)|，则α2＝α1-δ，否则结束计算；

当n＝2时，若Fδ<|Fw-(9.8*W*sinαn+9.8Wμcosαn)|，则α3＝α2-δ，否则结束计算；

……

以此类推，直到求得符合结束计算要求的αn。

2.根据权利要求1所述的机器人爬坡能力测量方法，其特征是：所述揽绳的一端与配重相连是指配重经过转向轮的转向后径直向下，仅受重力的作用自然下垂的方式固定于揽绳的一端。

3.根据权利要求1所述的机器人爬坡能力测量方法，其特征是：所述揽绳的一端与配重相连是指配重经过转向轮的转向后再绕过一个顶墙上的定滑轮向下，仅受重力的作用自然下垂的方式固定于揽绳的一端。

4.根据权利要求1所述的机器人爬坡能力测量方法，其特征是：所述揽绳的一端与配重相连是指揽绳经过转向滑轮转向、绕过一个顶墙上的定滑轮、再经过一个动滑轮后连接到顶墙的固定点上，配重固定于动滑轮上。

5.根据权利要求4所述的机器人爬坡能力测量方法，其特征是：所述顶墙上设有第一支架，定滑轮通过第一支架固定于顶墙上。

6.根据权利要求1所述的机器人爬坡能力测量方法，其特征是：所述水平地面上设有第二支架，转向滑轮通过第二支架安装在水平地面上。