CN216967835U - 一种足式机器人运动测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种足式机器人运动测试装置，涉及机器人调试技术领域，包括有支撑机构、跑带、跑带驱动机构、支架、控制器及信号采集装置，其中跑带的转轴支承在支撑机构上，且跑带驱动机构驱动跑带的转轴运动，信号采集装置装设在支架上，且能采集在跑带上足式机器人的运动信息，信号采集装置将所述运动信息输入至控制器，控制器的信号输出端与跑带驱动机构的控制端电连接；所述测试装置用于对足式机器人进行步态调试，调节支撑机构的长度，从而模拟多种倾斜角度，采用本测试装置对足式机器人进行测试，不需要在实际场地中建设多种地形，成本较低，且测试人员无需跟随足式机器人进行大范围的运动和测试，节约人力。

Description

一种足式机器人运动测试装置

技术领域

本实用新型涉及机器人调试技术领域，更具体地，涉及一种足式机器人运动测试装置。

背景技术

按照机器人运动方式可将机器人分为足式机器人和轮式机器人，轮式机器人依靠轮子进行运动，在平坦的运动场景中具有良好的效率和可靠性，而足式机器人的优势在于面对复杂多样的地形环境时，该类机器人仍然可以较好应对；足式机器人能够向任意方向移动，并可以跨过或跃过沟壑与障碍物，面对突发情况通过调整重心维持稳定，意外摔倒后仍可以爬起继续运动。

为实现上述特性，足式机器人运动时对自身的协调性有很高要求，因此在足式机器人研发时，需要丰富的测试数据用于步态研发和调试，现有的测试方式通常为测试人员在多种地形场景中进行数据采集；选取或建设不同地形场景所需成本较高，同时测试人员劳动强度大。

现有技术中，2016年8月24日公开的中国专利一种跑步机转速的调节方法、装置及跑步机，公开号为CN105879356A，该专利技术方案根据用户的运动状态调节跑步机的转速，但不能调节跑带的倾斜角度，无法提供丰富的地形模拟场景。

实用新型内容

本实用新型为克服上述技术问题，提供一种能够进行调节跑带速度和倾斜角度的足式机器人运动测试装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种足式机器人运动测试装置，包括有支撑机构、跑带、跑带驱动机构、支架、控制器及信号采集装置，其中跑带的转轴支承在支撑机构上，且跑带驱动机构驱动跑带的转轴运动，信号采集装置装设在支架上、且能采集在跑带上运动的足式机器人的运动信息，信号采集装置的信号输出端与控制器的信号输入端连接，将足式机器人的运动信息输入至控制器，控制器的信号输出端与跑带驱动机构的控制端电连接。

上述技术方案中，支撑机构底部与支架固定连接。

本技术方案中，所述测试装置用于对足式机器人进行步态调试，足式机器人和测试装置开启后，将足式机器人放置在运行中的跑带上，并调节支撑机构的长度从而得到所需的跑带的倾斜角度，模拟多种倾斜情况，对足式机器人进行测试，不需要在实际场地中建设多种地形，成本较低，且测试人员无需跟随足式机器人进行大范围的运动和测试，节约人力。

进一步地，所述支撑机构包括有四个支承件，跑带的第一转轴的两端分别支承在其中两个支承件上，跑带的第二转轴的两端分别支承在另两个支承件上，跑带绕在第一转轴与第二转轴之间，跑带的第一转轴与跑带驱动机构的驱动输出端连接。

进一步地，所述跑带驱动机构包括有驱动电机及传动机构，驱动电机的输出轴与传动机构的主动件连接，传动机构的从动件与跑带的第一转轴连接，控制器的信号输出端与驱动电机的控制端电连接。

进一步地，所述传动机构为皮带传动机构，皮带传动机构的主动皮带轮的转轴与驱动电机的输出轴连接，跑带的第一转轴与皮带传动机构的从动皮带轮的转轴连接。

进一步地，所述跑带的第一转轴及第二转轴的外侧还套装有滚筒，跑带绕在第一转轴所设滚筒及第二转轴所设滚筒上。

进一步地，四个支承件中至少支承第一转轴的两个支承件为能进行上下升降调节的支承件。

进一步地，所述支承件由推杆电机驱动进行上下升降调节，控制器的信号输出端与推杆电机的控制端电连接。

上述技术方案中，可以利用支承件长度控制多种方向上的跑带倾斜程度，包括以跑带运行方向为轴的跑带倾斜情况和以垂直于跑带运行方向为轴的跑带倾斜情况，模拟多样化的足式机器人运行环境。

进一步地，所述信号采集装置包括有采集足式机器人的第一运动深度信息的第一信号采集装置及采集足式机器人的第二运动深度信息的第二信号采集装置，第一信号采集装置将第一运动深度信息输送至控制器，第二信号采集装置将第二运动深度信息也输送至控制器。

进一步地，所述第一信号采集装置是激光雷达，第二信号采集装置是深度相机。

进一步地，所述控制器还设有交互模块。

上述技术方案中，交互模块的交互界面朝向测试装置外侧，不同于常规的跑步装置将交互模块朝向跑带上的运动主体，可以方便测试人员输入控制指令，观察测试数据。交互模块用于输入用户指令，处理器将用户指令转化成控制信号，控制跑带速度和跑带倾斜角度。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：所述测试装置用于对足式机器人进行步态调试，足式机器人和测试装置开启后，将足式机器人放置在运行中的跑带上，并调节支撑机构的长度从而得到所需的跑带的倾斜角度，模拟多种倾斜情况，对足式机器人进行测试，不需要在实际场地中建设多种地形，成本较低，且测试人员无需跟随足式机器人进行大范围的运动和测试，节约人力。

附图说明

图1为足式机器人运动测试装置测试场景示意图；

图2为单侧升降的足式机器人运动测试装置测试场景示意图；

其中：1、支撑机构；2、跑带；3、跑带驱动机构；4、支架；5、控制器； 51、交互模块；6、足式机器人；7、激光雷达；8、深度相机。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例的一种足式机器人运动测试装置，包括有支撑机构1、跑带2、跑带驱动机构3、支架4、控制器5及信号采集装置，其中跑带2的转轴支承在支撑机构1上，且跑带驱动机构3驱动跑带2的转轴运动，信号采集装置装设在支架4上、且能采集在跑带2上运动的足式机器人6的运动信息，信号采集装置的信号输出端与控制器5的信号输入端连接，将足式机器人6的运动信息输入至控制器5，控制器5的信号输出端与跑带驱动机构3的控制端电连接。

在具体应用时，所述测试装置用于对足式机器人6进行步态调试，足式机器人6和测试装置开启后，将足式机器人6放置在运行中的跑带2上，并调节支撑机构1的长度从而得到所需的跑带2的倾斜角度，模拟多种倾斜情况，对足式机器人6进行测试，不需要在实际场地中建设多种地形，成本较低，且测试人员无需跟随足式机器人进行大范围的运动和测试，节约人力。

实施例2

本实施例的一种足式机器人运动测试装置，如图2所示，包括有支撑机构1、跑带2、跑带驱动机构3、支架4、控制器5及信号采集装置，其中跑带2的转轴支承在支撑机构1上，且跑带驱动机构3驱动跑带2的转轴运动，信号采集装置装设在支架4上、且能采集在跑带2上运动的足式机器人6的运动信息，信号采集装置的信号输出端与控制器5的信号输入端连接，将足式机器人6的运动信息输入至控制器5，控制器5的信号输出端与跑带驱动机构3的控制端电连接。

本实施例中，所述支撑机构1包括有四个支承件，跑带2的第一转轴的两端分别支承在其中两个支承件上，跑带2的第二转轴的两端分别支承在另两个支承件上，跑带2绕在第一转轴与第二转轴之间，跑带2的第一转轴与跑带驱动机构 3的驱动输出端连接。

本实施例中，所述第一转轴对应的两个支承件为能进行上下升降调节的支承件，所述支承件由推杆电机驱动进行上下升降调节，第二转轴对应的两个支承件为固定长度，控制器5的信号输出端与推杆电机的控制端电连接。所述支承件底部与支架4固定连接，支承件将跑带2支承在支架4上，通过控制第一转轴两个支承件的长度，控制跑带2的倾斜角度。

所述跑带驱动机构3包括有驱动电机及传动机构，驱动电机的输出轴与传动机构的主动件连接，传动机构的从动件与跑带2的第一转轴连接，控制器5的信号输出端与驱动电机的控制端电连接。

所述传动机构为皮带传动机构，皮带传动机构的主动皮带轮的转轴与驱动电机的输出轴连接，跑带2的第一转轴与皮带传动机构的从动皮带轮的转轴连接。所述跑带2的第一转轴及第二转轴的外侧还套装有滚筒，跑带2绕在第一转轴所设滚筒及第二转轴所设滚筒上。

在测试装置实际工作时，跑带驱动机构3的驱动电机输出轴转动，带动传动机构的主动皮带轮转动，主动皮带轮通过传动皮带带动从动皮带轮转动，从动皮带轮转轴即为跑带2的第一转轴，从动皮带轮转动使第一转轴和滚筒转动，从而使跑带2开始运动。

实施例3

本实施例的一种足式机器人运动测试装置，如图2所示，包括有支撑机构1、跑带2、跑带驱动机构3、支架4、控制器5及信号采集装置，其中跑带2的转轴支承在支撑机构1上，且跑带驱动机构3驱动跑带2的转轴运动，信号采集装置装设在支架4上、且能采集在跑带2上运动的足式机器人6的运动信息，信号采集装置的信号输出端与控制器5的信号输入端连接，将足式机器人6的运动信息输入至控制器5，控制器5的信号输出端与跑带驱动机构3的控制端电连接。

本实施例中，所述支撑机构1包括有四个支承件，跑带2的第一转轴的两端分别支承在其中两个支承件上，跑带2的第二转轴的两端分别支承在另两个支承件上，跑带2绕在第一转轴与第二转轴之间，跑带2的第一转轴与跑带驱动机构 3的驱动输出端连接；所述四个支承件为能进行上下升降调节的支承件，每个所述支承件由推杆电机驱动进行上下升降调节，控制器5的信号输出端与推杆电机的控制端电连接。所述支承件底部与支架4固定连接，支承件将跑带2支承在支架4上，通过支承件的高度调节，控制跑带2的倾斜角度。

所述跑带驱动机构3包括有驱动电机及传动机构，驱动电机的输出轴与传动机构的主动件连接，传动机构的从动件与跑带2的第一转轴连接，控制器5的信号输出端与驱动电机的控制端电连接。

所述信号采集装置包括有采集足式机器人6的雷达深度信息的激光雷达7及采集足式机器人6的相机深度信息的深度相机8，激光雷达和深度相机设置在所述支架上，激光雷达和深度相机均与处理器连接。激光雷达拍摄的雷达深度图像和深度相机拍摄的相机深度图像均传输给所述处理器，处理器对雷达深度图像和相机深度图像进行融合处理。

所述控制器5包括有处理器和交互模块51，处理器与交互模块51、跑带驱动机构3电连接。所述控制器5的交互模块51的交互界面朝向测试装置外侧设置在支架4上。不同于常规的跑步装置将交互模块朝向跑带上的运动主体，交互模块51朝向测试装置外侧设置可以方便测试人员通过交互模块51输入控制指令，观察测试数据。本实施例中，交互模块51为触摸屏幕。

所述控制器5还包括通信模块，通信模块与处理器连接，通信模块的通信方式为有线通信和/或无线通信。通过所述通信模块，将测试数据实时上传云端或远程计算机。

所述传动机构为皮带传动机构，皮带传动机构的主动皮带轮的转轴与驱动电机的输出轴连接，跑带2的第一转轴与皮带传动机构的从动皮带轮的转轴连接。所述跑带2的第一转轴及第二转轴的外侧还套装有滚筒，跑带2绕在第一转轴所设滚筒及第二转轴所设滚筒上。

在实际应用时，测试人员将所需的跑带运行速度和跑带倾斜度通过交互模块输入到测试装置中，处理器将跑带运行速度和跑带倾斜度的控制指令转换成控制信号发送到跑带驱动机构3和推杆电机，获得测试所需的跑带运行速度和跑带倾斜度。

实施例4

本实施例的一种足式机器人运动测试装置，如图1所示，包括有支撑机构1、跑带2、跑带驱动机构3、支架4、控制器5及信号采集装置，其中跑带2的转轴支承在支撑机构1上，且跑带驱动机构3驱动跑带2的转轴运动，信号采集装置装设在支架4上、且能采集在跑带2上运动的足式机器人6的运动信息，信号采集装置的信号输出端与控制器5的信号输入端连接，将足式机器人6的运动信息输入至控制器5，控制器5的信号输出端与跑带驱动机构3的控制端电连接。

本实施例中，所述支撑机构1包括有四个支承件，跑带2的第一转轴的两端分别支承在其中两个支承件上，跑带2的第二转轴的两端分别支承在另两个支承件上，跑带2绕在第一转轴与第二转轴之间，跑带2的第一转轴与跑带驱动机构 3的驱动输出端连接；所述四个支承件为能进行上下升降调节的支承件，所述支承件由推杆电机驱动进行上下升降调节，控制器5的信号输出端与推杆电机的控制端电连接。所述支承件底部与支架4固定连接，支承件将跑带2支承在支架4 上，通过支承件的高度调节，可以获得多样化的跑带2倾斜情况，从而模拟多种测试地形；

例如，控制跑带2前侧两个支承件等长，跑带2后侧两个支承件等长，但分别控制跑带2前侧和跑带2后侧支承件的长度，使跑带2模拟前后的上升或下降坡度，即模拟足式机器人6爬坡或下坡的运动；

控制跑带2左侧两个支承件等长，跑带2右侧两个支承件等长，分别控制跑带2左侧和跑带2右侧的支承件长度，使跑带2模拟左右倾斜的坡度情况，即模拟足式机器人6在斜坡上垂直于坡度倾斜方向，左右运动的情况；

此外，还可以固定对角线上的两个支承件长度，并将另一对角线上的两个支承件对应进行伸缩调节，模拟其他跑带2倾斜情况。

所述跑带驱动机构3包括有驱动电机及传动机构，驱动电机的输出轴与传动机构的主动件连接，传动机构的从动件与跑带2的第一转轴连接，控制器5的信号输出端与驱动电机的控制端电连接。

所述信号采集装置包括有采集足式机器人6的雷达深度信息的激光雷达7及采集足式机器人6的相机深度信息的深度相机8，激光雷达和深度相机设置在所述支架上，激光雷达和深度相机均与处理器连接。激光雷达拍摄的雷达深度图像和深度相机拍摄的相机深度图像均传输给所述处理器，处理器对雷达深度图像和相机深度图像进行融合处理。

所述控制器5包括有处理器和交互模块51，处理器与交互模块51、跑带驱动机构3电连接。所述控制器5的交互模块51的交互界面朝向测试装置外侧设置在支架4上。不同于常规的跑步装置将交互模块朝向跑带上的运动主体，交互模块51朝向测试装置外侧设置可以方便测试人员通过交互模块51输入控制指令，观察测试数据。本实施例中，交互模块51为触摸屏幕。

所述控制器5还包括通信模块，通信模块与处理器连接，通信模块的通信方式为有线通信和/或无线通信。通过所述通信模块，将测试数据实时上传云端或远程计算机。

所述传动机构为皮带传动机构，皮带传动机构的主动皮带轮的转轴与驱动电机的输出轴连接，跑带2的第一转轴与皮带传动机构的从动皮带轮的转轴连接。所述跑带2的第一转轴及第二转轴的外侧还套装有滚筒，跑带2绕在第一转轴所设滚筒及第二转轴所设滚筒上。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件。

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种足式机器人运动测试装置，其特征在于，包括有支撑机构(1)、跑带(2)、跑带驱动机构(3)、支架(4)、控制器(5)及信号采集装置，其中跑带(2)的转轴支承在支撑机构(1)上，且跑带驱动机构(3)驱动跑带(2)的转轴运动，信号采集装置装设在支架(4)上、且能采集在跑带(2)上运动的足式机器人(6)的运动信息，信号采集装置的信号输出端与控制器(5)的信号输入端连接，将足式机器人(6)的运动信息输入至控制器(5)，控制器(5)的信号输出端与跑带驱动机构(3)的控制端电连接。

2.根据权利要求1所述的足式机器人运动测试装置，其特征在于，所述支撑机构(1)包括有四个支承件，跑带(2)的第一转轴的两端分别支承在其中两个支承件上，跑带(2)的第二转轴的两端分别支承在另两个支承件上，跑带(2)绕在第一转轴与第二转轴之间，跑带(2)的第一转轴与跑带驱动机构(3)的驱动输出端连接。

3.根据权利要求2所述的足式机器人运动测试装置，其特征在于，所述跑带驱动机构(3)包括有驱动电机及传动机构，驱动电机的输出轴与传动机构的主动件连接，传动机构的从动件与跑带(2)的第一转轴连接，控制器(5)的信号输出端与驱动电机的控制端电连接。

4.根据权利要求3所述的足式机器人运动测试装置，其特征在于，所述传动机构为皮带传动机构，皮带传动机构的主动皮带轮的转轴与驱动电机的输出轴连接，跑带(2)的第一转轴与皮带传动机构的从动皮带轮的转轴连接。

5.根据权利要求3所述的足式机器人运动测试装置，其特征在于，所述跑带(2)的第一转轴及第二转轴的外侧还套装有滚筒，跑带(2)绕在第一转轴所设滚筒及第二转轴所设滚筒上。

6.根据权利要求2所述的足式机器人运动测试装置，其特征在于，所述四个支承件中至少支承第一转轴的两个支承件为能进行上下升降调节的支承件。

7.根据权利要求6所述的足式机器人运动测试装置，其特征在于，所述支承件由推杆电机驱动进行上下升降调节，控制器(5)的信号输出端与推杆电机的控制端电连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的足式机器人运动测试装置，其特征在于，所述信号采集装置包括有采集足式机器人(6)的第一运动深度信息的第一信号采集装置及采集足式机器人(6)的第二运动深度信息的第二信号采集装置，第一信号采集装置将第一运动深度信息输送至控制器(5)，第二信号采集装置将第二运动深度信息也输送至控制器(5)。

9.根据权利要求8所述的足式机器人运动测试装置，其特征在于，所述第一信号采集装置是激光雷达(7)，第二信号采集装置是深度相机(8)。

10.根据权利要求9所述的一种足式机器人运动测试装置，其特征在于，所述控制器(5)还设有交互模块(51)。

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