[發明專利]坡道試驗裝置

無效

• 申請號: 201010227415.4
• 申請日: 2010-07-07
• 公開（公告）號: CN101900643A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 朱紅秀;吉曉東;崔亞斌;付蕾;張霜玉;張岳龍;房濤濤
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01M19/00
• 分類號: G01M19/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及移動機器人越障性能測試領域，特別涉及一種坡道試驗裝置。

背景技術

機器人作為人類的新型生產工具，在減輕勞動強度、提高生產效率以及優化生產模式等方面，顯示了極大的優越性，機器人的出現，在一定程度上將人類從危險、惡劣和繁重的工作環境中解放了出來。

移動機器人可以在某些凹凸面上行走，可用于比較復雜的地形的工作，實用性強；移動機器人能夠越過諸如瓦礫、樓梯石塊等障礙物；能夠爬階梯不高的臺階；移動機器人可由人工遙控行駛，將傳統需要由工作人員冒較大危險完成的任務交由履帶式機器人完成；機器人機動速度快，機動性強，而且貼地面行駛，高度低，隱蔽性好；履帶式機器人則具備機動性能好、體型小、靈活性高、控制方便、智能和廉價等特點。

移動機器人用途廣，適用于野外和礦井下工作；移動機器人可以安裝不同的載荷或偵察裝置，可執行偵察、執行報靶、充當移動靶標、爆破現場遠程監控、危險環境的遠程偵查、爆炸物處理、坑道內目標搜尋、坑道搜救、防化、石油管道檢測維修和管道布線等任務，還可以進行深海探索以及井下救援工作等。

對于從事野外活動的機器人，對其越野性能有一定的要求。越野機器人，不僅能夠為軍用，還能為礦用，井下和野外多變的地形使其驅動成為一大問題。在車型機器人行動過程中如果一個輪子失去足夠的摩擦，就會高速空轉。通常采用全驅能夠解決此問題，可以離開公路越野，但是通過能力，不同的布置設計結果不一樣。首先，底盤要高，底盤的高度決定于輪胎直徑。從理論上講，底盤的結構布置需要考慮三個指標：接近角，離去角和通過半徑。接近角，就是汽車能行駛到多大角度的坡，由前輪和保險杠形成的角度決定。如果接近角太小，坡度較大，那么輪子還沒有上坡，保險杠就接觸路面了。離去角相反，由后輪與車后沿決定。如果離去角不足夠大，那么汽車下坡后轉平路時，后輪還沒有到平路，車身就刮到路面，后輪就懸空了，車就無法行駛了。

兩輪與車底部最低點(通常是傳動軸)，三點劃一個圓弧，就是通過半徑。通過半徑的大小決定汽車能過多大的堤型障礙。如果車的通過半徑太大，那么當遇到比通過半徑小的障礙物時，機器人車的前輪落地前，車身或者傳動軸會接觸到障礙，嚴重時汽車會被架起來，變成“翹翹板”，也無法行駛，此時后驅的傳動軸會損壞。

第四個指標是爬坡能力，爬坡能力主要由發動機扭矩決定，此外還與輪胎的質量、坡面摩擦系數以及坡度大小有關系。

前三個設計指標可以分別通過全驅動，或設計合理的接近角、離去角和通過半徑等方式來達到。但是第四個指標要通過選用合理功率的發動機來達到。如果選用的發動機功率過大會導致機器人功率過大能量消耗過大，以及驅動不平穩等；如果選用的發動機功率過小，就導致機器人驅動力過小，驅動能力不夠，從而無法爬上較大的坡度。因此要選用合適的發動機就需要對機器人進行大量爬坡實驗，通過數據對比選用合適的發動機。在確定發動機之后，通過坡道試驗還可以測量機器人的其他一些性能指標，對機器人進行全面的分析，以達到完善機器人設計性能的目的。坡道試驗臺還可以作為模擬礦井下、野外的實驗場，用來測試機器人的越野能力，井下救援能力以及實用性的測試。

目前有許多種坡道試驗臺用于機器人以及汽車的實驗，用來測試機器人、汽車的性能，對機器人的速度、加速度等進行測試評定，但是這些坡道試驗臺也存在以下缺陷：

1、設計結構過于復雜，不利于制造、使用以及維修；

2、雖然能調節平臺角度，但是無法確定角度的大小，導致測得的參數不夠精確，無法計算性能；

3、由于結構復雜，實驗平臺的組裝、拆卸都比較麻煩，耗時費力，而且放置時占據太大的空間。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的技術方案要解決的技術問題首先是簡化用于測試機器人性能的坡道試驗臺的結構，使其便于制造、使用和維修；其次是使試驗臺能夠精確調節坡道角度，提高測量參數的精度；再次是使試驗臺便于組裝和拆卸。

(二)技術方案

為此，本發明提供了一種坡道試驗裝置，包括：

底座，包括兩條平行放置的支撐桿，所述支撐桿之間設置有數條固定桿，所述支撐桿的兩端設置有滑槽；

平面坡道和升降桿，所述平面坡道平行于所述底面所在的平面，所述升降桿的兩端固定在所述平面坡道和底面上，所述升降桿垂直于底面所在的平面；

相同的兩個斜面坡道，兩個所述斜面坡道的各一條邊a和b，分別與所述平面坡道的兩條平行邊鉸接連接，兩個所述斜面坡道的各另一條邊c和d通過滑塊與所述滑槽相連接，其中a與c平行，b與d平行。