CN209387312U - 腿足式机器人单腿运动测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人测试设备技术领域，并具体公开一种腿足式机器人单腿运动测试装置包括运动模拟组件和用于监控机器人的单腿总成运动状态的视觉监控模块，运动模拟组件包括间隔设置的两个竖直导轨，竖直导轨上滑动设置有第一滑块，两个第一滑块之间连接支撑板，支撑板上设置有驱动单腿总成沿水平方向移动的驱动机构，至少一个竖直导轨的顶部设置滑轮组件，滑轮组件上设置吊绳，吊绳的一端连接支撑板，另一端连接用于将支撑板悬停的配重块，支撑板的下方设置有地形模拟物。本实用新型的腿足式机器人单腿运动测试装置结构简单，成本低，测试操作简便且准确。

Description

腿足式机器人单腿运动测试装置

技术领域

本实用新型涉及机器人测试设备技术领域，尤其涉及一种腿足式机器人单腿运动测试装置。

背景技术

与轮式机器人和飞行机器人相比，腿足式机器人在环境适应性和环境交互性方面都有无可比拟的优势，能够应用于非结构化的复杂工业环境和生活场景中。腿足式机器人按足数可分为双足机器人和四足机器人等多足机器人，这些机器人的每条腿的结构和性能一般要设置为一致。在进行腿足式机器人的样机和控制算法的开发过程中，为了缩短测试验证成本和周期，通常先进行单腿的设计和单腿运动性能的测试。

目前，对腿足式机器人进行测试的装置大多存在以下缺陷：结构复杂，成本高，机器人的腿部运动(升降和水平移动)均被动实现，不能自主的控制和准确的模拟机器人的运动规律，另外，也无复杂地面环境模拟装置，使得测试结果准确性低。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于：提供一种腿足式机器人单腿运动测试装置，其结构简单，成本低，测试操作简便且准确。

为达此目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

提供一种腿足式机器人单腿运动测试装置，包括运动模拟组件和用于监控机器人的单腿总成运动状态的视觉监控模块，所述运动模拟组件包括间隔设置的两个竖直导轨，所述竖直导轨上滑动设置有第一滑块，两个所述第一滑块之间连接支撑板，所述支撑板上设置有驱动所述单腿总成沿水平方向移动的驱动机构，至少一个所述竖直导轨的顶部设置滑轮组件，所述滑轮组件上设置吊绳，所述吊绳的一端连接所述支撑板，另一端连接用于将所述支撑板悬停的配重块，所述支撑板的下方设置有地形模拟物。

作为腿足式机器人单腿运动测试装置的一种优选方案，每个所述竖直导轨的顶部均设置所述滑轮组件，所述支撑板长度方向的两端均通过所述吊绳连接所述配重块。

作为腿足式机器人单腿运动测试装置的一种优选方案，所述运动模拟组件还包括支撑框架，所述支撑框架呈矩形框体结构，两个所述竖直导轨分别安装在所述支撑框架相对的两侧。

作为腿足式机器人单腿运动测试装置的一种优选方案，所述滑轮组件安装在所述支撑框架的顶部。

作为腿足式机器人单腿运动测试装置的一种优选方案，所述滑轮组件包括固定板，所述固定板上沿水平方向间隔设置有两个滑轮座，所述滑轮座上可转动设置有滑轮，所述吊绳绕过两个所述滑轮分别位于所述支撑框架的内外两侧，且所述吊绳与所述支撑框架间隔设置。

作为腿足式机器人单腿运动测试装置的一种优选方案，所述驱动机构包括电机、轴承座、滚珠丝杠、丝杠螺母和连接座，所述支撑板上沿所述单腿总成的移动方向间隔设置两个所述轴承座，所述滚珠丝杠的两端分别连接两个所述轴承座，所述电机的输出轴端连接所述滚珠丝杠的一端，所述丝杠螺母螺纹旋接在所述滚珠丝杠上，所述连接座与所述丝杠螺母连接，用于连接所述单腿总成。

作为腿足式机器人单腿运动测试装置的一种优选方案，所述支撑板上并位于所述滚珠丝杠的至少一侧设置有横向导轨，所述横向导轨的长度沿所述单腿总成的长度方向延伸，所述丝杠螺母上固定有第二滑块，所述第二滑块与所述横向导轨滑动配合。

作为腿足式机器人单腿运动测试装置的一种优选方案，所述支撑板上设置两个所述横向导轨，两个所述横向导轨沿所述滚珠丝杠的轴线对称设置。

作为腿足式机器人单腿运动测试装置的一种优选方案，每个所述横向导轨上均设置所述第二滑块，两个所述第二滑块通过所述连接座连接，所述丝杠螺母设置两个所述第二滑块之间。

作为腿足式机器人单腿运动测试装置的一种优选方案，所述支撑板的下方设置地形支撑台，所述地形模拟物可拆卸设置在所述地形支撑台上。

本实用新型实施例的有益效果为：通过设置此运动模拟组件，可以利用滑轮组件、吊绳和配重块的组合结构实现支撑板的悬停，使得单腿总成可以模拟漂浮基座状态的腿部运动规律，并测试此运动规律下的单腿运动性能，使得测试过程简单且测试结果准确；通过设置地形模拟物，此地形模拟物可模拟机器人运动的各种地形，从而测试机器人的运动能力；通过设置视觉监控模块，可以采集测试过程中的单腿总成运动的画面，便于后续分析机器人的运动性能。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例的腿足式机器人单腿运动测试装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的腿足式机器人单腿运动测试装置的侧视示意图。

图3为本实用新型实施例的支撑板和驱动机构的组装结构示意图。

图4为本实用新型实施例的地形支撑台和地形模拟物的组装结构示意图。

图5为本实用新型实施例的单腿总成的结构示意图。

图中：

1、竖直导轨；2、第一滑块；3、支撑板；4、滑轮组件；41、固定板；42、滑轮座；43、滑轮；5、吊绳；6、配重块；7、地形模拟物；8、支撑框架；9、电机；10、轴承座；11、滚珠丝杠；12、丝杠螺母；13、连接座；131、第一板；132、第二板；14、第二滑块；15、地形支撑台；16、单腿总成；17、摄像机；18、横向导轨。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至5所示，本实用新型提供一种腿足式机器人单腿运动测试装置，其包括运动模拟组件和用于监控机器人的单腿总成16运动状态的视觉监控模块，运动模拟组件包括间隔设置的两个竖直导轨1，竖直导轨1上滑动设置有第一滑块2，两个第一滑块2之间连接支撑板3，支撑板3上设置有驱动单腿总成16沿水平方向移动的驱动机构，至少一个竖直导轨1的顶部设置滑轮组件4，滑轮组件4上设置吊绳5，吊绳5的一端连接支撑板3，另一端连接用于将支撑板3悬停的配重块6，支撑板3的下方设置有地形模拟物7。通过设置此运动模拟组件，可以利用滑轮组件4、吊绳5和配重块6的组合结构实现支撑板3的悬停，使得单腿总成16可以模拟漂浮基座状态的腿部运动规律，并测试此运动规律下的单腿运动性能，使得测试过程简单且测试结果准确；通过设置地形模拟物7，此地形模拟物7可模拟机器人运动的各种地形，从而测试机器人的运动能力；通过设置视觉监控模块，可以采集测试过程中的单腿总成16运动的画面，便于后续分析机器人的运动性能。

在本实施例中，悬停是指：配重块6的重力等于支撑板3、支撑板3上的所有部件(包括单腿总成16)的重量之和，在无外力作用下，单腿总成16始终会静止在某一位置，而在测试过程中，单腿总成16可以真实地完成各个动作状态，如弹跳能力、越障能力等，使得测试数据真实可靠。

为了提升竖直导轨1的支撑稳定性，本实用新型实施例的腿足式机器人单腿运动测试装置还包括支撑框架8，支撑框架8呈矩形框体结构，两个竖直导轨1分别安装在支撑框架8相对的两侧。另外，此支撑框架8由于六面中空，因此还便于测试员拆装单腿总成16和观察单腿总成16的运动状态。

在本实施例中，视觉监控模块固定在支撑框架8上。

优选地，视觉监控模块为摄像机17。为了清楚地拍摄到单腿总成16的各个位置的状态，在支撑框架8上设置有竖直导轨1的侧面分别设置一个摄像机17，从两侧面分别对单腿总成16进行拍摄。

一实施例中，每个竖直导轨1的顶部均设置滑轮组件4，支撑板3长度方向的两端均通过吊绳5连接配重块6。通过在两个竖直导轨1的顶部均设置滑轮组件4，可以使吊绳5作用在支撑板3的长度方向的两端，使得支撑板3能够平稳地上升或者下降或者悬停。

在本实施例中，滑轮组件4安装在支撑框架8的顶部。支撑框架8具有较强的支撑强度，因此滑轮组件4安装在支撑框架8的顶部，可以有效缓解滑轮组件4对竖直导轨1的作用力，进而防止竖直导轨1变形。

在其他实施例中，还可以不设置支撑框架8，直接设置竖直导轨1，而在竖直导轨1的一侧单独设置支撑滑轮组件4的支架，这样可以减少竖直导轨1的变形。

一实施例中，滑轮组件4包括固定板41，固定板41上沿水平方向间隔设置有两个滑轮座42，滑轮座42上可转动设置有滑轮43，吊绳5绕过两个滑轮43分别位于支撑框架8的内外两侧，且吊绳5与支撑框架8间隔设置。此设计是为了防止吊绳5刮碰支撑框架8或者竖直导轨1，影响竖直方向的移动的顺畅性。

在本实施例中，驱动机构包括电机9、轴承座10、滚珠丝杠11、丝杠螺母12和连接座13，支撑板3上沿单腿总成16的移动方向间隔设置两个轴承座10，滚珠丝杠11的两端分别连接两个轴承座10，电机9的输出轴端连接滚珠丝杠11的一端，丝杠螺母12螺纹旋接在滚珠丝杠11上，连接座13与丝杠螺母12连接，用于连接单腿总成16。丝杠结构驱动单腿总成16在水平方向的移动，可以使移动过程更加平稳可靠，保证测试数据准确。

可选地，支撑板3上并位于滚珠丝杠11的至少一侧设置有横向导轨18，横向导轨18的长度沿单腿总成16的长度方向延伸，丝杠螺母12上固定有第二滑块14，第二滑块14与横向导轨18滑动配合。通过设置横向导轨18和第二滑块14，可以提升单腿总成16的水平方向移动的稳定性，同时减少单腿总成16对滚珠丝杠11的作用力，防止滚珠丝杠11发生变形。

优选地，支撑板3上设置两个横向导轨18，两个横向导轨18沿滚珠丝杠11的轴线对称设置。

可选地，每个横向导轨18上均设置第二滑块14，两个第二滑块14通过连接座13连接，丝杠螺母12设置两个第二滑块14之间。

具体地，连接座13包括垂直连接的第一板131和第二板132，其中，第一板131用于连接第二滑块14和固定丝杠螺母12，第二板132用于连接单腿总成16。

一实施例中，支撑板3的下方设置地形支撑台15，地形模拟物7可拆卸设置在地形支撑台15上。地形支撑台15可以对地形模拟物7进行支撑和固定，同时也便于后续更换不同的地形模拟物7。

在本实施例中，地形支撑台15不与支撑框架8固定，这样可以便于移动整个装置，分开搬运，可以降低搬运重量，降低搬运难度。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚器件，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种腿足式机器人单腿运动测试装置，其特征在于，包括运动模拟组件和用于监控机器人的单腿总成运动状态的视觉监控模块，所述运动模拟组件包括间隔设置的两个竖直导轨，所述竖直导轨上滑动设置有第一滑块，两个所述第一滑块之间连接支撑板，所述支撑板上设置有驱动所述单腿总成沿水平方向移动的驱动机构，至少一个所述竖直导轨的顶部设置滑轮组件，所述滑轮组件上设置吊绳，所述吊绳的一端连接所述支撑板，另一端连接用于将所述支撑板悬停的配重块，所述支撑板的下方设置有地形模拟物。

2.根据权利要求1所述的腿足式机器人单腿运动测试装置，其特征在于，每个所述竖直导轨的顶部均设置所述滑轮组件，所述支撑板长度方向的两端均通过所述吊绳连接所述配重块。

3.根据权利要求1所述的腿足式机器人单腿运动测试装置，其特征在于，所述运动模拟组件还包括支撑框架，所述支撑框架呈矩形框体结构，两个所述竖直导轨分别安装在所述支撑框架相对的两侧。

4.根据权利要求3所述的腿足式机器人单腿运动测试装置，其特征在于，所述滑轮组件安装在所述支撑框架的顶部。

5.根据权利要求4所述的腿足式机器人单腿运动测试装置，其特征在于，所述滑轮组件包括固定板，所述固定板上沿水平方向间隔设置有两个滑轮座，所述滑轮座上可转动设置有滑轮，所述吊绳绕过两个所述滑轮分别位于所述支撑框架的内外两侧，且所述吊绳与所述支撑框架间隔设置。

6.根据权利要求1所述的腿足式机器人单腿运动测试装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机、轴承座、滚珠丝杠、丝杠螺母和连接座，所述支撑板上沿所述单腿总成的移动方向间隔设置两个所述轴承座，所述滚珠丝杠的两端分别连接两个所述轴承座，所述电机的输出轴端连接所述滚珠丝杠的一端，所述丝杠螺母螺纹旋接在所述滚珠丝杠上，所述连接座与所述丝杠螺母连接，用于连接所述单腿总成。

7.根据权利要求6所述的腿足式机器人单腿运动测试装置，其特征在于，所述支撑板上并位于所述滚珠丝杠的至少一侧设置有横向导轨，所述横向导轨的长度沿所述单腿总成的长度方向延伸，所述丝杠螺母上固定有第二滑块，所述第二滑块与所述横向导轨滑动配合。

8.根据权利要求7所述的腿足式机器人单腿运动测试装置，其特征在于，所述支撑板上设置两个所述横向导轨，两个所述横向导轨沿所述滚珠丝杠的轴线对称设置。

9.根据权利要求8所述的腿足式机器人单腿运动测试装置，其特征在于，每个所述横向导轨上均设置所述第二滑块，两个所述第二滑块通过所述连接座连接，所述丝杠螺母设置两个所述第二滑块之间。

10.根据权利要求1所述的腿足式机器人单腿运动测试装置，其特征在于，所述支撑板的下方设置地形支撑台，所述地形模拟物可拆卸设置在所述地形支撑台上。