CN116079788A - 一种四足机器人腿部测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四足机器人腿部测试装置和方法，包括测试架、带有供电器的机架和待测试的机械腿，测试架上设有用于连接机械腿的固定机构，供电器与固定机构电连通，机械腿通过固定机构可拆卸设置在测试架上；机械腿固定在固定机构上时，供电器为机械腿供电。使用本发明进行测试，机械腿悬挂在测试架上模拟爬行/奔跑等动作，不受场地限制，防止机械腿敲击地面造成噪声污染，便于测试机器腿运行是否正常，和测试机械腿内电机最高功率时的状态；而且，操作人员无需重新组装四足机器人后进行测试，减轻操作人员的工作强度。

Description

一种四足机器人腿部测试装置和方法

技术领域

本发明涉及机器人测试设备，具体为一种四足机器人腿部测试装置和方法。

背景技术

四足机器人主要适用于科研教育、娱乐酷玩、石油化工、安防巡检及勘探救援等多种应用场景。

在检测四足机器人的机械腿运行是否正常时，需要将机械腿固定在正常运行的机器人躯干上，并将组装完成的四足机器人直接放在地面上，电脑通过互联网将指令发送至机器人处理器，机器人在接收到信号后，根据测试内容进行相应的动作。

而由于部分四足机器人需要应对的场景较多，一般还要兼具搬运等功能，采用较大的电机和电池，机器人骨架也由金属材料制成，整体重量较大。因此在测试过程中，会碰到以下缺陷：

一、四足机器人结构复杂，外部带有防水层和外壳，较难拆装，如在测试过程中发生接线损坏等，需要先将机械腿从躯干上卸载，线路重新连接之后，还要重新安装上去之后才能继续测试。

二、在测试一些机械腿的电机劳损度时，四足机器人需要较大的测试场地，供机器人循环往复跑动，若地面硬度不足时(如遇到台阶、木质地板)且机器人重量较大，容易对测试场地造成破坏，同时机械腿踩踏地面发生较大的噪音，影响周边环境。

三、由于现实中的测试场地，一般受场地限制，存在门槛、台阶、排水沟等需要机器人识别的障碍物，在测试电机劳损度/电池里程的过程中，测试人员主要是想在最短的时间内获得实验数据，但是由于机器人在移动过程受到障碍物阻碍，需要花费较多时间校正移动路径，导致障碍物增加了时间的浪费。

四、上述障碍物除了场地本身的物品外，若多个机器人同时在一个场地内进行测试，机器人互相之间干扰，不断的校正路径，这也将导致测试效率偏低，因此在投入测试过程中，同一场地内的机器人测试数量需要控制，避免路径干扰。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种四足机器人腿部测试装置和方法，机械腿悬挂在测试架上模拟爬行/奔跑等动作，不受场地限制，防止机械腿敲击地面造成噪声污染，便于测试机器腿运行是否正常，和测试机械腿内电机最高功率时的状态；而且，操作人员无需重新组装四足机器人后进行测试，减轻操作人员的工作强度。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

方案一：

一种四足机器人腿部测试装置，包括测试架、带有供电器的机架和待测试的机械腿，测试架上设有用于连接机械腿的固定机构，供电器与固定机构电连通，机械腿通过固定机构可拆卸设置在测试架上；机械腿固定在固定机构上时，供电器为机械腿供电。

一种四足机器人腿部测试方法，该方法基于方案一中的四足机器人腿部测试装置，包括以下步骤：

S2、通过固定机构悬挂机械腿，使机械腿处于自然垂直状态；

S3、通过供电器向机械腿供电；

S4、机械腿开始运动；

S5、记录机械腿的运行数据并判断机械腿的运行状态是否正常。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的四足机器人腿部测试方法，具有如下有益效果：

一、机械腿能够与测试架上的固定机构相连接，由供电器供电，同时测试多个机器腿运行是否正常，测试方便，减轻操作人员的工作强度。

二、机械腿固定于测试架上模拟爬行/奔跑等动作，不受场地限制，可以测试机械腿内电机最高功率时的状态，避免了场地上障碍物的干扰，有效模拟极端测试情况。

三、机械腿离开地面，防止机械腿敲击地面造成噪声污染，且可以架设多个测试装置，在场地有限的情况下，可以快速的对大量四足机器人进行测试。

四、由于机械腿与躯干分离，外壳与防水层暴露，在测试过程中若需要对电路接线进行调整时，可以直接调整接线继续测试，无需再重新组装，有效节约测试时间。

方案二：

本方案的四足机器人腿部测试装置基于方案1，本方案相较于方案1的不同之处在于：测试架包括若干竖直设置的立杆，固定机构套设在立杆上，固定机构包括固定架、固定组件、升降电机和设置在升降电机输出端的齿轮，立杆上设有沿着立杆长度方向设置的齿槽，升降电机固定在固定架上，齿轮和立杆上的齿槽啮合，固定架通过升降电机带动齿轮旋转在立杆上运动。操作人员能够调节固定机构的高度位置，便于拆装机械腿，减轻操作人员的工作强度。

优选的，固定组件设有架接口，机械腿设有对接口，架接口连接在对接口内，架接口在与对接口的相接面设有插口，对接口在与架接口的相接面设有插头，插头置于插口内，且插头与插口电连接。操作人员将机械腿连接在测试架上后直接连通电路，无需再接通固定组件与机械腿的电路，减轻操作人员的工作强度。

优选的，对接口内壁远离端部的位置设有卡槽，架接口外壁靠近端部的位置设有可伸缩的锁块，锁块缩入端设有弹簧，弹簧的伸缩方向与锁块的伸缩方向相同，锁块伸出端远离固定组件的面为斜面，对接口内壁压向锁块斜面使锁块缩入，弹簧被压缩；当架接口移至卡槽处后，弹簧复位，锁块伸出端置于卡槽内。固定组件设有可伸缩的按钮，按钮伸出端裸露在固定组件外，按钮缩入端固定于锁块。操作人员将机械腿的对接口推向固定组件的架接口，锁块会自动置于卡槽内，使机械腿固定于固定组件上；操作人员按住按钮，且拉动机械腿，能够使机械腿与固定组件分离，使操作人员能够快速拆装测试架上的机械腿，减轻操作人员的工作强度。

优选的，本发明还包括夹持机构和输送器，两个爪件分别翻转连接在移动件的端部两侧，两个爪件的中间设有夹口，两个爪件通过电机驱动相互靠近和远离翻转，机械腿夹固于夹口内，移动件靠近夹口的面为内凹弧面，机械腿扣合在移动件的内凹弧面内，输送器设有输送带，移动件固定于输送带，输送带通过电机驱动，输送带带动移动杆向立杆靠近和远离移动。操作人员将机械腿扣合在移动件的内凹弧面内，通过两个爪件夹固，使机械腿的对接口自然对准固定组件的架接口，便于对接，减轻操作人员的工作强度。

优选的，同个立杆上固定机构的数量为若干，若干固定机构沿着立杆的长度方向间隔排列设置，立杆设有待置区、挂接区、存置区，挂接区设于待置区和存置区的中间，未连接机械腿测试的固定机构置于待置区处，正连接机械腿测试的固定机构置于挂接区处，已连接机械腿测试的固定机构置于存置区处，输送器远离立杆的位置设有夹持区，夹口内机械腿的对接口与挂接区固定组件的架接口在同一水平线上位置对应设置，夹持机构在夹持区与挂接区之间来回移动，对接口与架接口在挂接区处完成对接。批量测试机器腿，将已测试的机器腿堆放在存置区，存置区的机器腿达到一定数量后，由操作人员统一取下，无需操作人反复进行拆装工作，提高工作效率。

一种四足机器人腿部测试方法，该方法基于方案二中的四足机器人腿部测试装置：在步骤S2前，还包括S1：通过夹持机构从夹持区夹持机械腿，并将机械腿固定在固定机构上。

优选的，步骤S1包括：

S11、夹持机构中移动件通过内凹弧面与夹持区内的机械腿配合固定，

S12、夹持机构运动带动机械腿离开夹持区，

S13、夹持机构带动机械腿接近固定机构所在的挂接区，

S14、夹持机构调整位置，将机械腿上的对接口与固定组件上的架接口对准，并将机械腿固定在测试架上。

优选的，在步骤S6前，还包括S6：挂接区的固定机构带动测试结束的机械腿移至存置区，待置区的固定机构移至挂接区准备对接下一个测试的机械腿。

附图说明

图1为实施例1中四足机器人腿部测试装置的结构示意图。

图2为实施例1中机械腿连接在固定机构上的结构示意图。

图3为实施例1中四足机器人腿部测试装置的主视图。

图4为实施例2中四足机器人腿部测试装置的使用示意图。

图5为实施例2中固定机构在立杆上移动的结构示意图。

图6为实施例2中固定组件对接件连接固定架架接口时的剖面图。

图7为实施例2中固定架的剖面图。

图8为实施例2中固定组件对接件连接固定架架接口后的结构示意图。

图9为实施例2中机械腿在固定组件一侧的结构示意图。

图10为实施例2中机械腿的主视图。

图11为实施例2中机械腿扣合在移动件的内凹弧面内时的结构示意图。

图12为实施例2中机械腿夹固在夹口内时的结构示意图。

附图标记：1、测试架；11、机架；12、机械腿；13、立杆；2、固定机构；21、固定架；22、固定组件；23、齿轮；41、架接口；42、对接口；43、插口；44、插头；45、锁块；46、卡槽；47、按钮；48、弹簧；5、夹持机构；50、夹口；51、移动件；52、爪件；53、输送器；61、待置区；62、挂接区；63、存置区；64、夹持区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1：

如图1至图3所示的四足机器人腿部测试装置和方法，

一种四足机器人腿部测试装置，包括测试架1、带有供电器的机架11和待测试的机械腿12，测试架1上设有用于连接机械腿12的固定机构2，供电器与固定机构2电连通，机械腿12通过固定机构2可拆卸设置在测试架1上；机械腿12固定在固定机构2上时，供电器为机械腿12供电，同时测试多个机器腿12运行是否正常，操作人员无需重新组装四足机器人后进行测试，有效节约测试时间，减轻操作人员的工作强度。

其中，机械腿固定于测试架1上模拟爬行/奔跑等动作，不受场地限制，可以测试机械腿12内电机最高功率时的状态，避免了场地上障碍物的干扰，有效模拟极端测试情况。机械腿12离开地面，防止机械腿12敲击地面造成噪声污染，且可以架设多个测试装置，在场地有限的情况下，可以快速的对大量四足机器人进行测试。

机械腿12能够与测试架1上的固定机构2相连接，由供电器供电，同时测试多个机器腿运行是否正常，测试方便，减轻操作人员的工作强度。

而且，械腿固定于测试架1上模拟爬行，对测试场地要求低。机械腿12离开地面，运行中机械腿12不会造成物理损耗，保证产品质量，提高购买者的满意度，还防止机械腿12敲击地面造成噪声污染。

一种四足机器人腿部测试方法，该方法基于实施例1中的四足机器人腿部测试装置，包括以下步骤：

S2、通过固定机构2悬挂机械腿12，使机械腿12处于自然垂直状态；

S3、通过供电器向机械腿12供电；

S4、机械腿12开始运动；

S5、记录机械腿12的运行数据并判断机械腿12的运行状态是否正常。

实施例2：

如图4至9所示的四足机器人腿部测试装置和方法，本实施例基于实施例1，本实施例相较实施例1的不同在于：测试架1包括若干竖直设置的立杆13，固定机构2套设在立杆13上，固定机构2包括固定架21、固定组件22、升降电机和设置在升降电机输出端的齿轮23，立杆13上设有沿着立杆13长度方向设置的齿槽，升降电机固定在固定架21上，齿轮23和立杆13上的齿槽啮合，固定架21通过升降电机带动齿轮23旋转在立杆13上运动。操作人员能够调节固定机构2的高度位置，便于拆装机械腿12，减轻操作人员的工作强度。

参考图6至图7，固定组件22设有架接口41，机械腿12设有对接口42，架接口41连接在对接口42内，架接口41在与对接口42的相接面设有插口43，对接口42在与架接口41的相接面设有插头44，插头44置于插口43内，且插头44与插口43电连接。操作人员将机械腿12连接在测试架1上后直接连通电路，无需再接通固定组件22与机械腿12的电路，减轻操作人员的工作强度。

其中，对接口42内壁远离端部的位置设有卡槽46，架接口41外壁靠近端部的位置设有可伸缩的锁块45，锁块45缩入端设有弹簧48，弹簧48的伸缩方向与锁块45的伸缩方向相同，锁块45伸出端远离固定组件22的面为斜面，对接口42内壁压向锁块45斜面使锁块45缩入，弹簧48被压缩；当架接口41移至卡槽46处后，弹簧48复位，锁块45伸出端置于卡槽46内。固定组件22设有可伸缩的按钮47，按钮47伸出端裸露在固定组件22外，按钮47缩入端固定于锁块45。操作人员将机械腿12的对接口42推向固定组件22的架接口41，锁块45会自动置于卡槽46内，使机械腿12固定于固定组件22上；操作人员按住按钮47，且拉动机械腿12，能够使机械腿12与固定组件22分离，使操作人员能够快速拆装测试架1上的机械腿12，减轻操作人员的工作强度。

参考图4、图8、图9，本发明还包括夹持机构5和输送器53，两个爪件52分别翻转连接在移动件51的端部两侧，两个爪件52的中间设有夹口50，两个爪件52通过电机驱动相互靠近和远离翻转，机械腿12夹固于夹口50内，移动件51靠近夹口50的面为内凹弧面，机械腿12扣合在移动件51的内凹弧面内，输送器53设有输送带，移动件51固定于输送带，输送带通过电机驱动，输送带带动移动杆向立杆13靠近和远离移动。操作人员将机械腿12扣合在移动件51的内凹弧面内，通过两个爪件52夹固，使机械腿12的对接口42自然对准固定组件22的架接口41，便于对接，减轻操作人员的工作强度。

其中，同个立杆13上固定机构2的数量为若干，若干固定机构2沿着立杆13的长度方向间隔排列设置，立杆13设有待置区61、挂接区62、存置区63，挂接区62设于待置区61和存置区63的中间，未连接机械腿12测试的固定机构2置于待置区61处，正连接机械腿12测试的固定机构2置于挂接区62处，已连接机械腿12测试的固定机构2置于存置区63处，输送器53远离立杆13的位置设有夹持区64，夹口50内机械腿12的对接口42与挂接区62固定组件22的架接口41在同一水平线上位置对应设置，夹持机构5在夹持区64与挂接区62之间来回移动，对接口42与架接口41在挂接区62处完成对接。批量测试机器腿，将已测试的机器腿堆放在存置区63，存置区63的机器腿达到一定数量后，由操作人员统一取下，无需操作人反复进行拆装工作，提高工作效率。

一种四足机器人腿部测试方法，该方法基于实施例2中的四足机器人腿部测试装置，包括以下步骤：

S1、通过夹持机构5从夹持区64夹持机械腿12，并将机械腿12固定在固定机构2上：

S11、夹持机构5中移动件51通过内凹弧面与夹持区64内的机械腿12配合固定。

S12、夹持机构5运动带动机械腿12离开夹持区64。

S13、夹持机构5带动机械腿12接近固定机构2所在的挂接区62。

S14、夹持机构5调整位置，将机械腿12上的对接口42与固定组件22上的架接口41对准，并将机械腿12固定在测试架1上。

S2、通过固定机构2悬挂机械腿12，使机械腿12处于自然垂直状态。

S3、通过供电器向机械腿12供电。

S4、机械腿12开始运动。

S5、记录机械腿12的运行数据并判断机械腿12的运行状态是否正常。

S6、挂接区62的固定机构2带动测试结束的机械腿12移至存置区63，待置区61的固定机构2移至挂接区62准备对接下一个测试的机械腿12。

在测试完测试架1上所有固定机构2连接的机械腿12后，所有固定机构2连接的机械腿12置于存置区63，由操作人员统一逐个取下机械腿12，再将存置区63的固定机构22通过升降电机驱动返回至待置区61，待下次使用测试装置。

以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种四足机器人腿部测试装置，其特征在于：包括测试架(1)、机架(11)和待测试的机械腿(12)，机架(11)内含有用于机械腿(12)活动的供电器，所述测试架(1)上设有用于连接机械腿(12)的固定机构(2)，所述供电器与所述固定机构(2)电连通，所述机械腿(12)通过所述固定机构(2)可拆卸设置在所述测试架(1)上；所述机械腿(12)固定在所述固定机构(2)上时，所述供电器为所述机械腿(12)供电。

2.根据权利要求1所述的四足机器人腿部测试装置，其特征在于：所述测试架(1)包括若干竖直设置的立杆(13)，所述固定机构(2)套设在所述立杆(13)上，所述固定机构(2)包括固定架(21)、固定组件(22)、升降电机和设置在升降电机输出端的齿轮(23)，所述立杆(13)上设有沿着所述立杆(13)长度方向设置的齿槽，升降电机固定在所述固定架(21)上，所述齿轮(23)和所述立杆(13)上的齿槽啮合，所述固定架(21)通过升降电机带动所述齿轮(23)旋转在所述立杆(13)上运动。

3.根据权利要求2所述的四足机器人腿部测试装置，其特征在于：所述固定组件(22)设有架接口(41)，所述机械腿(12)设有对接口(42)，所述架接口(41)连接在所述对接口(42)内，架接口(41)在与对接口(42)的相接面设有插口(43)，对接口(42)在与架接口(41)的相接面设有插头(44)，所述插头(44)置于所述插口(43)内，且插头(44)与插口(43)电连接。

4.根据权利要求3所述的四足机器人腿部测试装置，其特征在于：所述对接口(42)内壁远离端部的位置设有卡槽(46)，所述架接口(41)外壁靠近端部的位置设有可伸缩的锁块(45)，所述锁块(45)缩入端设有弹簧(48)，所述弹簧(48)的伸缩方向与锁块(45)的伸缩方向相同，锁块(45)伸出端远离固定组件(22)的面为斜面，对接口(42)内壁压向锁块(45)斜面使锁块(45)缩入，弹簧(48)被压缩；当架接口(41)移至卡槽(46)处后，弹簧(48)复位，锁块(45)伸出端置于卡槽(46)内。

5.根据权利要求4所述的四足机器人腿部测试装置，其特征在于：还包括夹持机构(5)和输送器(53)，两个所述爪件(52)分别翻转连接在所述移动件(51)的端部两侧，两个爪件(52)的中间设有夹口(50)，两个爪件(52)通过电机驱动相互靠近和远离翻转，所述机械腿(12)夹固于所述夹口(50)内，所述移动件(51)靠近夹口(50)的面为内凹弧面，机械腿(12)扣合在移动件(51)的内凹弧面内，所述输送器(53)设有输送带，所述移动件(51)固定于所述输送带，输送带通过电机驱动，输送带带动移动杆向所述立杆(13)靠近和远离移动。

6.根据权利要求5所述的四足机器人腿部测试装置，其特征在于：同个立杆(13)上固定机构(2)的数量为若干，若干固定机构(2)沿着立杆(13)的长度方向间隔排列设置，所述立杆(13)设有待置区(61)、挂接区(62)、存置区(63)，所述挂接区(62)设于所述待置区(61)和所述存置区(63)的中间，未连接机械腿(12)测试的固定机构(2)置于所述待置区(61)处，正连接机械腿(12)测试的固定机构(2)置于挂接区(62)处，已连接机械腿(12)测试的固定机构(2)置于所述存置区(63)处，所述输送器(53)远离立杆(13)的位置设有夹持区(64)，夹口(50)内机械腿(12)的对接口(42)与挂接区(62)固定组件(22)的架接口(41)在同一水平线上位置对应设置，所述夹持机构(5)在夹持区(64)与挂接区(62)之间来回移动，所述对接口(42)与所述架接口(41)在挂接区(62)处完成对接。

7.一种四足机器人腿部测试方法，该方法基于上述根据权利要求1-6中所述的四足机器人腿部测试装置，其特征在于，包括以下步骤：

S2、通过固定机构(2)悬挂机械腿(12)，使机械腿(12)处于自然垂直状态；

S3、通过供电器向机械腿(12)供电；

S4、机械腿(12)开始运动；

S5、记录机械腿(12)的运行数据并判断机械腿(12)的运行状态是否正常。

8.根据权利要求7所述的四足机器人腿部测试方法，其特征在于：在步骤S2前，还包括

S1：通过夹持机构(5)从夹持区(64)夹持机械腿(12)，并将所述机械腿(12)固定在所述固定机构(2)上。

9.根据权利要求8所述的四足机器人腿部测试方法，其特征在于：

步骤S1包括：

S11、夹持机构(5)中移动件(51)通过内凹弧面与夹持区(64)内的机械腿(12)配合固定，

S12、夹持机构(5)带动机械腿(12)离开夹持区(64)，向所述固定机构(2)所在的挂接区(62)靠近，

S13、夹持机构(5)调整位置，将机械腿(12)上的对接口(42)与固定组件(22)上的架接口(41)对准，并将机械腿(12)固定在所述测试架(1)上。

10.根据权利要求9所述的四足机器人腿部测试方法，其特征在于：在步骤S5后，还包括

S6：挂接区(62)的固定机构(2)带动测试结束的机械腿(12)移至存置区(63)，待置区(61)的固定机构(2)移至挂接区(62)准备对接下一个测试的机械腿(12)。

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