CN115824496B - 一种机器人运动平衡的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人运动平衡的测试装置，属于机器人平衡测试领域，一种机器人运动平衡的测试装置，包括测试场地，测试场地上设置有测试工位，测试场地上还固定连接第一传输单元，第一传输单元上装配有若干个在测试工位上侧移动的地形模拟单元，若干个地形模拟单元在测试工位上呈矩形阵列设置，地形模拟单元包括有踩踏板、倾斜角度调节架、升降架和旋转架，踩踏板装配在升降架上，倾斜角度调节架设置在踩踏板和升降架之间，升降架固定连接在旋转架上，它可以实现，在同一区域模拟机器人在不同地形动作时的运动平衡性能，降低检测空间的面积要求。

Description

一种机器人运动平衡的测试装置

技术领域

本发明涉及机器人平衡测试领域，更具体地说，涉及一种机器人运动平衡的测试装置。

背景技术

机器人是自动控制机器的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械，机器人的性能有很多基本要求，其中运动平衡是其一项非常重要的性能，其能够确定机器人在移动过程中的稳定性，因此，在生产过程中通常会对其平衡性进行检测；

在现有技术中对机器人的平衡性进行检测时，通常会在一个面积较大的区域设置仿真的模拟地形，模拟出不同的地形，然后让机器人在此区域进行动作，检测其在运动过程中会不会出现失重现象，但由于机器人需要连续进行较多的动作，因此通常需要较大的区域来布置不同的地形，导致检测空间的面积要求较大。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种机器人运动平衡的测试装置，它可以实现，在同一区域模拟机器人在不同地形动作时的运动平衡性能，降低检测空间的面积要求。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种机器人运动平衡的测试装置，包括测试场地，所述测试场地上设置有测试工位，所述测试场地上还固定连接第一传输单元，所述第一传输单元上装配有若干个在测试工位上侧移动的地形模拟单元，若干个所述地形模拟单元在测试工位上呈矩形阵列设置；

所述地形模拟单元包括有踩踏板、倾斜角度调节架、升降架和旋转架，所述踩踏板装配在升降架上，所述倾斜角度调节架设置在踩踏板和升降架之间，所述升降架固定连接在旋转架上，所述旋转架固定连接在第一传输单元上。

进一步的，所述旋转架包括有装配在第一传输单元上的固定盘，所述固定盘的上侧转动连接有转动环，所述升降架固定连接在旋转架的上侧，所述转动环的外侧固定连接有啮齿圈，所述固定盘的上侧固定连接有第三电动推杆，所述第三电动推杆的输出端固定连接有和啮齿圈啮合连接的第二啮齿条。

进一步的，所述升降架包括有固定连接在转动环上侧的底盘，所述底盘的上侧固定连接有外壳和第二电动推杆，所述外壳的内部竖向滑动连接有中壳，所述中壳的内部竖向滑动连接有内架，且所述内架的上侧和第二电动推杆相连。

进一步的，所述踩踏板包括有位于内架内部上侧的承重主板，所述承重主板两侧的中间位置均固定连接有和内架上部转动连接的转杆，所述承重主板的上侧固定连接有第一地形模拟板，所述承重主板的下侧固定连接有第二地形模拟板。

进一步的，所述倾斜角度调节架包括有小齿轮、大齿轮、第一电动推杆和第一啮齿条，所述小齿轮固定连接在转杆外侧，所述大齿轮转动连接在内架上，所述第一电动推杆固定连接在内架上，且所述第一啮齿条固定连接在第一电动推杆的输出端，所述小齿轮、大齿轮和第一啮齿条依次啮合连接，所述内架上还装配有和大齿轮相适配的锁定件。

进一步的，所述锁定件包括有固定连接在内架上的伸缩控制件，所述伸缩控制件上装配有锁杆，所述大齿轮上开设有多个呈环形连接的锁孔，所述锁杆对大齿轮锁定时，所述锁杆插接在任意一个锁孔内部。

进一步的，所述伸缩控制件包括有固定连接在内架上的套筒，所述套筒靠近大齿轮的一端呈开口设置，所述套筒内部远离其开口的位置固定连接有电磁铁，所述锁杆的一端通过套筒的开口延伸至套筒的内部并固定连接有磁石，所述套筒的内部且位于电磁铁和磁石之间装配有回力弹簧。

进一步的，所述第一传输单元包括有固定连接在测试场地上侧的机架，所述机架的中间位置位于测试工位的上侧，所述机架的外侧装配有传输带，多个所述地形模拟单元等距设置在传输带的外侧，且所述固定盘靠近机架一侧的中间位置和机架相连。

进一步的，所述测试装置还包括有位于测试场地上侧的第二传输单元，所述第二传输单元的外侧装配有多个上空模拟单元。

进一步的，所述上空模拟单元包括有两个并列设置在第二传输单元上的导向筒，所述导向筒上滑动连接有导向杆，两个所述导向杆远离第二传输单元的一端固定连接有扶手杆，所述第二传输单元上且位于两个导向筒之间还设置有第四电动推杆，所述第四电动推杆的输出端和扶手杆相连。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本方案通过设置地形模拟单元能够模拟不同地形移动至机器人的下侧，能够让机器人在面积较小的测试工位上进行行走动作、奔跑动作、跳跃动作和攀爬动作等动作，即可模拟机器人在不同地形动作时的运动平衡性能，降低检测空间的面积要求，不需要检测人员跟随机器人一起进行持续移动，便于检测人员的观测，且能够快速模拟出不同的地形供机器人进行检测。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明第一传输单元的结构示意图；

图3为本发明第一传输单元的局部剖切结构示意图；

图4为本发明地形模拟单元的结构示意图；

图5为本发明地形模拟单元的剖切结构示意图；

图6为本发明倾斜角度调节架的详细结构示意图；

图7为本发明伸缩控制件的剖切结构示意图；

图8为本发明第二传输单元的结构示意图；

图9为本发明上空模拟单元的结构示意图。

图中标号说明：

1、测试场地；2、测试工位；3、第一传输单元；31、机架；32、传输带；33、动力单元；4、地形模拟单元；41、踩踏板；411、承重主板；412、第一地形模拟板；413、第二地形模拟板；414、转杆；42、倾斜角度调节架；420、回力弹簧；421、小齿轮；422、大齿轮；423、第一电动推杆；424、第一啮齿条；425、锁孔；426、锁杆；427、套筒；428、电磁铁；429、磁石；43、升降架；431、底盘；432、外壳；433、中壳；434、内架；435、第二电动推杆；44、旋转架；441、固定盘；442、转动环；443、啮齿圈；444、第三电动推杆；445、第二啮齿条；5、第二传输单元；6、上空模拟单元；61、导向筒；62、导向杆；63、扶手杆；64、第四电动推杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1-9，一种机器人运动平衡的测试装置，包括测试场地1，测试场地1的形状和大小未做具体限制，优选为平地，主要用于提供空间进行测试；

测试场地1上的一片区域设置为测试工位2，机器人在此区域内部进行运动平衡的测试，测试场地1上还固定连接第一传输单元3，第一传输单元3上装配有若干个在测试工位2上侧移动的地形模拟单元4，第一传输单元3用于带动若干个地形模拟单元4在测试工位2上进行循环移动，若干个地形模拟单元4在测试工位2上呈矩形阵列设置；

此时，通过多个地形模拟单元4可模拟出不同的地形，然后让机器人踩踏在地形模拟单元4上进行移动，进行行走动作、奔跑动作、跳跃动作和攀爬动作等动作，即可模拟机器人在不同地形动作时的运动平衡性能，降低检测空间的面积要求，在进行动作的过程中，其始终位于测试工位2的上侧，从而能够在面积较小的测试工位2上模拟机器人在不同地形上动作时的运动平衡性能，不需要检测人员跟随机器人一起进行持续移动，便于检测人员的观测，且能够快速模拟出不同的地形供机器人进行检测。

请参阅图3-4所示，为了使地形模拟单元4能够模拟出不同地形，本技术方案对地形模拟单元4的结构进行了改进，其具体为，地形模拟单元4包括有踩踏板41、倾斜角度调节架42、升降架43和旋转架44，其中，踩踏板41用于供机器人进行踩踏，为机器人提供一个支撑力，踩踏板41装配在升降架43上，通过启动升降架43即可调节踩踏板41的高度，使相邻的踩踏板41之间产生高差，模拟高低不平的地面；

第一传输单元3可预埋至地下，让地形模拟单元4的初始顶部高度和地面平齐。

且，倾斜角度调节架42设置在踩踏板41和升降架43之间，用于带动踩踏板41进行角度变化，当踩踏板41的角度变化后，可产生不同的坡度，模拟不同坡度的地面，升降架43固定连接在旋转架44上，通过启动旋转架44即可带动升降架43、倾斜角度调节架42和踩踏板41进行水平转动，从而调节踩踏板41倾斜面的朝向，旋转架44固定连接在第一传输单元3上。

具体的，在此对踩踏板41、倾斜角度调节架42、升降架43和旋转架44的详细结构进行介绍；

其中，请参阅图4-5所示，旋转架44包括有装配在第一传输单元3上的固定盘441，固定盘441的上侧转动连接有转动环442，升降架43固定连接在旋转架44的上侧，通过转动环442的转动即可带动升降架43进行转动；

为了带动转动环442进行转动，转动环442的外侧固定连接有啮齿圈443，固定盘441的上侧固定连接有第三电动推杆444，第三电动推杆444的输出端固定连接有和啮齿圈443啮合连接的第二啮齿条445，此时，通过启动第三电动推杆444即可带动第二啮齿条445进行水平移动，第二啮齿条445移动时会通过与其啮合连接的啮齿圈443带动转动环442进行转动，转动完成后即可通过第三电动推杆444对第二啮齿条445的位置进行锁定，当第二啮齿条445锁定后，会通过啮齿圈443对转动环442的位置进行锁定。

其中，请再次参阅图4-5所示，升降架43包括有固定连接在转动环442上侧的底盘431，底盘431的上侧固定连接有外壳432和第二电动推杆435，外壳432的内部竖向滑动连接有中壳433，所述中壳433的内部竖向滑动连接有内架434，若中壳433的数量为多个，多个中壳433按照从外到内的顺序依次排列，位于最外侧的是中壳433为底架，底架的下部和外壳432滑动连接，位于最内侧的中壳433为顶架，位于底架和顶架之间的中壳433为中间架，中间架的下部竖向滑动连接在位于其外侧的中壳433上，顶架的下部竖向滑动连接在位于其外侧的中间架内部，内架434装配在顶架的内部，内架434的下部竖向滑动连接在顶架上，踩踏板41装配在内架434内部的上部，且内架434的上侧和第二电动推杆435相连，通过启动第二电动推杆435即可带动踩踏板41进行垂直移动，同时，通过外壳432、中壳433和内架434对踩踏板41进行加固，能够有效的保证其稳定性。

其中，请参阅图4-6所示，为了提升踩踏板41模拟的地形，本技术方案中对其结构进行改进，其具体为，踩踏板41包括有位于内架434内部上侧的承重主板411，承重主板411两侧的中间位置均固定连接有和内架434上部转动连接的转杆414，承重主板411的上侧固定连接有第一地形模拟板412，承重主板411的下侧固定连接有第二地形模拟板413，第一地形模拟板412和第二地形模拟板413均可以模拟地形，在本技术方案中，选择通过第一地形模拟板412模拟平面，即路面，通过第二地形模拟板413模拟凸起地面即路障，通过对踩踏板41进行转动，使相应的地形模拟板移动至上侧，即可模拟相应的地形。

且第一地形模拟板412和第二地形模拟板413也可模拟不同材质的地面，根据用户的需求进行选用。

其中，请参阅图4-6所示，倾斜角度调节架42包括有小齿轮421、大齿轮422、第一电动推杆423和第一啮齿条424，小齿轮421固定连接在转杆414外侧，大齿轮422转动连接在内架434上，第一电动推杆423固定连接在内架434上，且第一啮齿条424固定连接在第一电动推杆423的输出端，小齿轮421、大齿轮422和第一啮齿条424依次啮合连接，此时，通过启动第一电动推杆423即可带动第一啮齿条424进行水平移动，然后依次带动大齿轮422和小齿轮421进行转动，调节转杆414的角度；

同时，为了能够对转杆414的位置进行锁定，提升踩踏板41的稳定性，内架434上还装配有和大齿轮422相适配的锁定件，当大齿轮422被锁定时，即可对踩踏板41进行锁定加固。

锁定件包括有固定连接在内架434上的伸缩控制件，伸缩控制件上装配有锁杆426，大齿轮422上开设有多个呈环形连接的锁孔425，锁杆426对大齿轮422锁定时，锁杆426插接在任意一个锁孔425内部，当需要对大齿轮422进行转动时，通过伸缩控制件对锁杆426进行收缩，从锁孔425的内部拔出，即可解除对大齿轮422的锁定，当需要对大齿轮422进行锁定时，通过启动伸缩控制件对锁杆426进行推动，将锁杆426插入相应的锁孔425内部即可；

为了让锁杆426始终和锁孔425相对，第一电动推杆423通过电控程序进行控制，其将第一啮齿条424的移动长度分为不同的锁定长度，当第一啮齿条424移动至相应锁定长度时，即可让相应的锁孔425和锁杆426相对。

请参阅图6-7所示，伸缩控制件包括有固定连接在内架434上的套筒427，套筒427靠近大齿轮422的一端呈开口设置，套筒427内部远离其开口的位置固定连接有电磁铁428，锁杆426的一端通过套筒427的开口延伸至套筒427的内部并固定连接有磁石429，当电磁铁428通电后电磁铁428和磁石429磁性互吸，对锁杆426进行收缩，同时，套筒427的内部且位于电磁铁428和磁石429之间装配有回力弹簧420，当锁杆426收缩时会对回力弹簧420进行挤压，使回力弹簧420蓄能，当电磁铁428失电后，回力弹簧420释放的能量会将锁杆426快速进行推动，使其快速插入锁孔425的内部，完成锁定，从而能够具有较快的锁定效率和解锁效率。

其中，请参阅图3-5所示，第一传输单元3包括有固定连接在测试场地1上侧的机架31，机架31的中间位置位于测试工位2的上侧，机架31的外侧装配有传输带32，多个地形模拟单元4等距设置在传输带32的外侧，且固定盘441靠近机架31一侧的中间位置和机架31相连，从而能够适应机架31移动时的形变，机架31的内部装配有和传输带32相适配的动力单元33，通过启动动力单元33即可带动传输带32在机架31的外侧进行移动，从而带动地形模拟单元4在测试工位2上进行循环移动，进一步的减小对测试场地1空间的需求。

请参阅图1所示，为了进一步的模拟机器人的平衡性，测试装置还包括有位于测试场地1上侧的第二传输单元5，第二传输单元5的结构和第一传输单元3的结构基本相同，本技术方案中不再进行详细介绍，第二传输单元5的外侧装配有多个上空模拟单元6，当机器人在地形模拟单元4上进行动作时，可控制机器人，让机器人跳跃至空中，让其手抓上空模拟单元6，进行攀爬动作。

请参阅图8-9所示，上空模拟单元6包括有两个并列设置在第二传输单元5上的导向筒61，导向筒61上滑动连接有导向杆62，两个导向杆62远离第二传输单元5的一端固定连接有扶手杆63，第二传输单元5上且位于两个导向筒61之间还设置有第四电动推杆64，第四电动推杆64的输出端和扶手杆63相连，此时，通过启动第四电动推杆64即可调节扶手杆63距离地面的高度，供机器人进行测试，并通过导向筒61和导向杆62对扶手杆63进行加固，提升扶手杆63的稳定性。

在使用时：将机器人移动至测试工位2区域的地形模拟单元4上侧，然后通过倾斜角度调节架42、升降架43和旋转架44调节踩踏板41的角度、倾斜度和高度，通过多个踩踏板41的组合即可模拟出不同的地形；

然后启动第一传输单元3将地形模拟单元4移动至测试工位2区域，即可将相应的地形移动至机器人下侧，机器人可在此区域模拟其在相应地形进行运动的过程，以此检测其运动平衡性能；

综上，本技术通过设置地形模拟单元4能够模拟不同地形移动至机器人的下侧，能够让机器人在面积较小的测试工位2上进行行走动作、奔跑动作、跳跃动作和攀爬动作等动作，即可模拟机器人在不同地形动作时的运动平衡性能，降低检测空间的面积要求，不需要检测人员跟随机器人一起进行持续移动，便于检测人员的观测，且能够快速模拟出不同的地形供机器人进行检测。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种机器人运动平衡的测试装置，包括测试场地（1），其特征在于：所述测试场地（1）上设置有测试工位（2），所述测试场地（1）上还固定连接第一传输单元（3），所述第一传输单元（3）上装配有若干个在测试工位（2）上侧移动的地形模拟单元（4），若干个所述地形模拟单元（4）在测试工位（2）上呈矩形阵列设置；

所述地形模拟单元（4）包括有踩踏板（41）、倾斜角度调节架（42）、升降架（43）和旋转架（44），所述踩踏板（41）装配在升降架（43）上，所述倾斜角度调节架（42）设置在踩踏板（41）和升降架（43）之间，所述升降架（43）固定连接在旋转架（44）上，所述旋转架（44）固定连接在第一传输单元（3）上；

所述旋转架（44）包括有装配在第一传输单元（3）上的固定盘（441），所述固定盘（441）的上侧转动连接有转动环（442），所述升降架（43）固定连接在旋转架（44）的上侧，所述转动环（442）的外侧固定连接有啮齿圈（443），所述固定盘（441）的上侧固定连接有第三电动推杆（444），所述第三电动推杆（444）的输出端固定连接有和啮齿圈（443）啮合连接的第二啮齿条（445）；

所述升降架（43）包括有固定连接在转动环（442）上侧的底盘（431），所述底盘（431）的上侧固定连接有外壳（432）和第二电动推杆（435），所述外壳（432）的内部竖向滑动连接有中壳（433），所述中壳（433）的内部竖向滑动连接有内架（434），且所述内架（434）的上侧和第二电动推杆（435）相连；

所述踩踏板（41）包括有位于内架（434）内部上侧的承重主板（411），所述承重主板（411）两侧的中间位置均固定连接有和内架（434）上部转动连接的转杆（414），所述承重主板（411）的上侧固定连接有第一地形模拟板（412），所述承重主板（411）的下侧固定连接有第二地形模拟板（413）；

所述倾斜角度调节架（42）包括有小齿轮（421）、大齿轮（422）、第一电动推杆（423）和第一啮齿条（424），所述小齿轮（421）固定连接在转杆（414）外侧，所述大齿轮（422）转动连接在内架（434）上，所述第一电动推杆（423）固定连接在内架（434）上，且所述第一啮齿条（424）固定连接在第一电动推杆（423）的输出端，所述小齿轮（421）、大齿轮（422）和第一啮齿条（424）依次啮合连接，所述内架（434）上还装配有和大齿轮（422）相适配的锁定件；

所述第一传输单元（3）包括有固定连接在测试场地（1）上侧的机架（31），所述机架（31）的中间位置位于测试工位（2）的上侧，所述机架（31）的外侧装配有传输带（32），多个所述地形模拟单元（4）等距设置在传输带（32）的外侧，且所述固定盘（441）靠近机架（31）一侧的中间位置和机架（31）相连；

所述测试装置还包括有位于测试场地（1）上侧的第二传输单元（5），所述第二传输单元（5）的外侧装配有多个上空模拟单元（6）；

所述上空模拟单元（6）包括有两个并列设置在第二传输单元（5）上的导向筒（61），所述导向筒（61）上滑动连接有导向杆（62），两个所述导向杆（62）远离第二传输单元（5）的一端固定连接有扶手杆（63），所述第二传输单元（5）上且位于两个导向筒（61）之间还设置有第四电动推杆（64），所述第四电动推杆（64）的输出端和扶手杆（63）相连。

2.根据权利要求1所述的一种机器人运动平衡的测试装置，其特征在于：所述锁定件包括有固定连接在内架（434）上的伸缩控制件，所述伸缩控制件上装配有锁杆（426），所述大齿轮（422）上开设有多个呈环形连接的锁孔（425），所述锁杆（426）对大齿轮（422）锁定时，所述锁杆（426）插接在任意一个锁孔（425）内部。

3.根据权利要求2所述的一种机器人运动平衡的测试装置，其特征在于：所述伸缩控制件包括有固定连接在内架（434）上的套筒（427），所述套筒（427）靠近大齿轮（422）的一端呈开口设置，所述套筒（427）内部远离其开口的位置固定连接有电磁铁（428），所述锁杆（426）的一端通过套筒（427）的开口延伸至套筒（427）的内部并固定连接有磁石（429），所述套筒（427）的内部且位于电磁铁（428）和磁石（429）之间装配有回力弹簧（420）。

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