CN220614065U - 一种移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置 - Google Patents

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吴根
胡恒莹
陈启彩
曹慧颖
胡姣
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Abstract

本实用新型公开了一种移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置,其包括底部框架、斜坡面板、框架护栏、液压升降机、倾角传感器、数字激光水平尺和控制柜,底部框架的第一端设置移动服务机器人入口,底部框架的第二端与液压升降机的升降台铰接,底部框架的第一端和第二端分别设有滑动轮,斜坡面板铺设在底部框架的上面,框架护栏沿底部框架的边缘设置,倾角传感器安装在底部框架的第二端,数字激光水平尺设在框架护栏上,并与底部框架的中部位置对应,控制柜设在液压升降机所在侧,倾角传感器与控制柜电线连接。本实用新型坡度精度更高,且在测试过程中能进行校准,从而保证测试结果的准确性。

Description

一种移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置
技术领域
本实用新型涉及移动服务机器人测试领域,具体涉及一种移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置。
背景技术
随着科学技术的快速的发展,越来越多的移动服务机器人被应用到人类社会生活中,以代替人类完成特定的工作任务。尤其是家用及商用场景的室内移动服务机器人,比如扫地机器人、清洁机器人、送餐、配送机器人等产品。
而对于移动服务机器人在斜坡上的能力的要求越来越高,爬坡能力可以衡量移动服务机器人在非水平区域的移动性能,若在斜坡上的能力不够,则很容易导致无法上坡或者是卡在坡上的或者是在上下坡的时候发生倾斜或者倾倒,带来安全隐患。所以需要测试移动服务机器人的爬坡能力、驻坡能力及在斜坡上的稳定性,因此,很有必要研制一种用于移动服务机器人爬坡能力测试的装置。
目前行业上也有对移动服务机器人的爬坡能力进行测试的装置,比如:
1、专利号为202121506126.8的中国专利公开的一种用于机器人稳定性、爬坡和防跌落性能测试平台,其通过升降总成带动上平面的升降来调节斜坡面的角度,通过简单的角度指示盘来对角度进行测量。
2、专利号为202121134689.9的中国专利公开的一种测试机器人爬坡能力的可升降斜坡装置,其通过推杆带动水平板的升降来调节斜板的角度,通过简单的半圆仪来对角度进行测量。
上述的测试装置虽然能对移动服务机器人的爬坡能力进行测试,但是都不能进行精准的角度调节,通过角度指示盘和半圆仪只能进行粗劣的测量,使得没法进行更高精度的角度的测量。另外,也没有校准功能,无法保证测试结果的准确性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置,其坡度精度更高,且在测试过程中能进行校准,从而保证测试结果的准确性。
本实用新型的目的通过以下的技术方案来实现:
一种移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置,其特征在于:包括底部框架、斜坡面板、框架护栏、液压升降机、倾角传感器、数字激光水平尺和控制柜,底部框架的第一端设置移动服务机器人入口,底部框架的第二端与液压升降机的升降台铰接,底部框架的第一端和第二端分别设有用于支撑在地面上的滑动轮,斜坡面板铺设在底部框架的上面,通过液压升降机带动底部框架的第二端升起将使得斜坡面板倾斜,框架护栏沿底部框架的边缘设置,倾角传感器安装在底部框架的第二端,倾角传感器用于测量斜坡面板的坡度,数字激光水平尺设在框架护栏上,并与底部框架的中部位置对应,控制柜设在液压升降机所在侧,倾角传感器与控制柜电缆线连接。
优选的,斜坡面板倾斜的坡度范围为0°~45°。
优选的,底部框架的第一端设有尾板,尾板的第一端贴靠在地面上,尾板的第二端与底部框架的第一端铰接。
优选的,液压升降机与控制柜相互依靠在一起,在液压升降机和控制柜的下面设有移动轮,通过移动轮使得液压升降机和控制柜能一起移动。
优选的,底部框架的第二端的一角设有与斜坡面板相平行的安装平面,倾角传感器固定安装在安装平面上。
优选的,测试装置还设有外围防护栏。
优选的,控制柜的侧面设有触摸显示屏。
优选的,斜坡面板由木板拼接而成。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型通过液压升降机带动底部框架的第二端升降来将斜坡面板倾斜,从而可以在斜坡面板上进行移动服务机器人的爬坡能力、驻坡能力及在斜坡上的稳定性的测试。测试过程中通过倾角传感器测量斜坡面板的坡度,装置测量的精度可以达到更高,从而更好的控制测试坡度的精度。在测试过程中,测试员可以通过数字激光水平尺现场实时核对实际的坡度,对倾斜的角度进行校准,从而保证测试结果的准确性。
本实用新型的实用性强,可推广用于第三方机器人检测实验室。
附图说明
图1是本实用新型实施例的测试装置的立体示意图之一;
图2是本实用新型实施例的测试装置的立体示意图之二;
图3是本实用新型实施例的测试装置的液压升降机处的放大示意图;
图4是本实用新型实施例的测试装置的数字激光水平尺处的放大示意图;
图5是本实用新型实施例的测试装置的倾角传感器处的放大示意图;
图6是一种控制系统的界面。
图中附图标记含义:
1-控制柜;2-液压升降机;2.1-升降台;2.2-链条;3-框架护栏;4-斜坡面板;5-底部框架;5.1-底部框架的第一端;5.2-底部框架的第二端;6-滑动轮;7-尾板;8-移动服务机器人入口;9-倾角传感器;10-外围防护栏;11-触摸显示屏;12-紧急停止开关;13-数字激光水平尺;14-铰接轴;15-安装平面。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型进一步描述。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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。
在本实用新型的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本实用新型的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
实施例:
如图1至图5所示为本实施例的移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置,其包括底部框架5、斜坡面板4、框架护栏3、液压升降机2、倾角传感器9、数字激光水平尺13和控制柜1。
底部框架5为长方形框架,底部框架5的第一端5.1设置移动服务机器人入口8,底部框架5的第二端5.2与液压升降机2的升降台2.1通过常规的铰接轴14进行铰接,底部框架5的第一端和第二端分别设有用于支撑在地面上的滑动轮6,斜坡面板4铺设在底部框架5的上面。本实施例的斜坡面板4由木板拼接而成,并通过螺栓进行固定。在初始状态时,斜坡面板将处于水平状态,两端的滑动轮6支撑在地面上;当液压升降机2带动底部框架5的第二端5.2升起时,将使得斜坡面板4倾斜,升起过程中,底部框架5的第一端5.1的滑动轮6在地面上滚动,底部框架5的第二端5.2的滑动轮6脱离地面。
框架护栏3沿底部框架5的边缘固定设置,在底部框架5的两侧边和第二端所在侧边均设置框架护栏3。在测试过程中框架护栏3能防止移动服务机器人跑出斜坡面板4所在跑道,和防止移动服务机器人倾倒导致的安全隐患。
其中,底部框架5和框架护栏3均由若干条矩形钢和槽钢焊接而成。液压升降机2采用常规机构,其通过电机驱动油泵,从而驱动油缸,依靠油缸驱动重型链条2.2带动升降台2.1升降,实现斜坡面板4的坡度的调节。
如图5所示,倾角传感器9安装在底部框架5的第二端5.2,倾角传感器9用于测量斜坡面板4的坡度。具体的安装结构是在底部框架5的第二端5.2的一角设有与斜坡面板4相平行的安装平面15,倾角传感器9固定安装在安装平面15上。
本实施例的倾角传感器9采用迈科LVT系列的倾角传感器,采用非接触式测量原理,能实时输出当前的姿态倾角,精度可达0.1°。在高精度的测量下,本测试装置对斜坡面板4的坡度的调节精度也可达到0.1°,调节更加准确,测试结果更加可靠。倾角传感器9的原理是基于重力感应原理,利用重力加速度对传感器内部的加速度计产生的影响来测量物体的倾斜角度。
如图4所示,数字激光水平尺13设在框架护栏3上,并与底部框架5的中部位置对应。
本实施例的数字激光水平尺13采用型号为LS160-60II的数字激光水平尺,带有强磁性底座,使用时,数字激光水平尺13紧贴在框架护栏3表面,待数字激光水平尺13的气泡完全静止后即可进行读数,把当前读到的坡度与倾角传感器9测得的坡度进行比对确认,能进一步确保坡度调节的可靠性。
控制柜1设在液压升降机2所在侧,倾角传感器9与控制柜1电缆线连接。本实施例在控制柜1的侧面设有触摸显示屏11,测试时控制柜1接收倾角传感器9输出的角度数据,并显示在触摸显示屏11上。
其中,通过液压升降机2调节斜坡面板4倾斜的坡度范围为0°~45°,该坡度范围能基本满足所有移动服务机器人的测试时对不同斜坡场景的需求。
本实施例在底部框架5的第一端5.1设有尾板7,尾板7的第一端贴靠在地面上,尾板7的第二端与底部框架5的第一端5.1通过常规的销轴进行铰接。
本实施例的液压升降机与控制柜相互依靠在一起,在液压升降机和控制柜的下面设有移动轮,通过移动轮使得液压升降机和控制柜能一起移动,从而方便对测试装置的位置的移动调整。
本实施例在测试装置的侧边和液压升降机2所在侧均设有外围防护栏10,外围防护栏10能在测试过程中限制人员进入测试区域,保证安全。本实施例还可以进一步设置紧急停止开关12等防护结构,确保移动服务机器人在测试过程中的安全。
本实施例的测试装置的操作过程如下:
步骤1:给测试装置通电,打开控制柜1的电源控制开关;测试装置开始时在初始状态,斜坡面板4处于水平位置,坡度接近0°;
步骤2:设置目标坡度;
步骤3:控制液压升降机2上升,液压升降机2拉动底部框架5的第二端5.2上升,上升至目标坡度;在此过程中,倾角传感器9实时监测坡度,并输送信号至控制柜1;当倾角传感器9测得的坡度与目标坡度有误差时,可以控制液压升降机2进行修正微调,最终达到一致;
步骤4:移动服务机器人从移动服务机器人入口送入,开始进行移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性的测试,爬坡测试是测试移动服务机器人上坡和下坡的能力,驻坡测试是测试移动服务机器人在坡上停留的能力,稳定性测试是测试移动服务机器人在一定坡度的斜坡上是否会倾倒等稳定性能;
步骤5:测试完毕,还原测试装置至初始状态,关闭控制柜1的电源,结束试验。
在测试过程中,测试员可以通过数字激光水平尺13直观的看到斜坡面板4的实时坡度,可以将数字激光水平尺13显示的坡度与倾角传感器9检测的坡度进行校准,从而保证测试结果的准确性。
对于本实施例的测试装置,还可以进一步搭配具有友好的人机交互界面的控制系统,能进一步提高操作的便捷性,测试效率更高。
如图6所示为一种控制系统的界面,其中:
目标坡度,用于设定需要上升的坡度,最大为45°;
实际坡度,用于显示当前实际坡度;
上升,当在初始坡度(坡度接近0°)时,点击此按钮,上升到目标坡度;
下降,点击此按钮,下降到初始坡度,初始坡度为0°;
停止,停止当前上升或者下降的动作;
上升修正,长按此按钮,可对坡度进行上升微调,达到目标值,(松开按钮就停止)(注意:点击“开启修正”后方可使能);
下降修正,长按此按钮,可对坡度进行下降微调,达到目标值,(松开按钮就停止)(注意:点击“开启修正”后方可使能);
开启修正,点击后,方可进行“上升修正”和“下降修正”操作;
关闭修正,点击后,关闭“上升修正”和“下降修正”功能;
电压,控制柜内置电池的电压值;
电流,给内置电池充电的电流值;
电池电量,显示电池的电量百分比。
本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定,本实用新型的实施方式不限于此,凡此种种根据本实用新型的上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下,对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更,均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置,其特征在于:包括底部框架、斜坡面板、框架护栏、液压升降机、倾角传感器、数字激光水平尺和控制柜,所述底部框架的第一端设置移动服务机器人入口,所述底部框架的第二端与所述液压升降机的升降台铰接,所述底部框架的第一端和第二端分别设有用于支撑在地面上的滑动轮,所述斜坡面板铺设在所述底部框架的上面,通过所述液压升降机带动所述底部框架的第二端升起将使得所述斜坡面板倾斜,所述框架护栏沿所述底部框架的边缘设置,所述倾角传感器安装在所述底部框架的第二端,所述倾角传感器用于测量所述斜坡面板的坡度,所述数字激光水平尺设在所述框架护栏上,并与所述底部框架的中部位置对应,所述控制柜设在所述液压升降机所在侧,所述倾角传感器与所述控制柜电缆线连接。
2.根据权利要求1所述的移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置,其特征在于:所述斜坡面板倾斜的坡度范围为0°~45°。
3.根据权利要求1所述的移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置,其特征在于:所述底部框架的第一端设有尾板,所述尾板的第一端贴靠在地面上,所述尾板的第二端与所述底部框架的第一端铰接。
4.根据权利要求1所述的移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置,其特征在于:所述液压升降机与所述控制柜相互依靠在一起,在所述液压升降机和所述控制柜的下面设有移动轮,通过所述移动轮使得所述液压升降机和所述控制柜能一起移动。
5.根据权利要求1所述的移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置,其特征在于:所述底部框架的第二端的一角设有与所述斜坡面板相平行的安装平面,所述倾角传感器固定安装在所述安装平面上。
6.根据权利要求1所述的移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置,其特征在于:所述测试装置还设有外围防护栏。
7.根据权利要求1所述的移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置,其特征在于:所述控制柜的侧面设有触摸显示屏。
8.根据权利要求1所述的移动服务机器人爬坡、驻坡及稳定性测试装置,其特征在于:所述斜坡面板由木板拼接而成。
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