[發明專利]一種足式仿生機器人運動控制測試平臺及測試方法

有效

• 申請號: 201710039866.7
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106625778B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 朱雅光;劉瓊;陳龍;張奕;向兵;秦瑞
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種足式仿生機器人運動控制測試平臺，其特征在于，包括坡道路面模擬平臺（4）、支撐保護機構（1）和底臺（3）；坡道路面模擬平臺（4）、支撐保護機構（1）均設置在底臺（3）上；

坡道路面模擬平臺（4）包括方柱（21）、氣缸（7）、電機（5）、傳動帶（6）和滾輪柱（9）；兩個平行的方柱（21）之間垂直設置有若干個滾輪柱（9），滾輪柱（9）相互平行，方柱（21）兩個端頭部位的滾輪柱（9）上均設置有電機（5），電機（5）安裝在滾輪柱（9）的端頭；兩個方柱（21）的下方均設置有若干氣缸（7）；若干個滾輪柱（9）外側包裹有傳動帶（6），傳動帶（6）能夠在滾輪柱（9）的外側循環轉動；

支撐保護機構（1）包括支撐柱（19）、導軌（20）、支撐桿（11）和夾持機構；四個支撐柱（19）分別垂直設置于底臺（3）上表面的四個角上；導軌（20）的個數為2，導軌（20）固定設置在兩個支撐柱（19）的頂端之間，且兩個導軌（20）互相平行；支撐桿（11）垂直設置在兩個導軌（20）之間，支撐桿（11）能夠沿導軌方向移動；夾持機構設置在支撐桿（11）上；

坡道路面模擬平臺（4）上放置有測試機器人（2）；測試機器人（2）包括機械腿和機體，若干個機械腿圍繞機體設置；測試機器人（2）機械腿的末端安裝有力傳感器；測試機器人（2）的機械腿與機械腿的末端的連接處設置有速度傳感器；測試機器人（2）的機體上設置有姿態傳感器；坡道路面模擬平臺（4）的氣缸（7）上設置有位移傳感器；

夾持機構包括移動環（12）、柔性繩（13）、夾持橫桿（14）、夾持縱桿（15）和滑塊（17）；在支撐桿（11）上套設有移動環（12），移動環（12）能夠在支撐桿（11）上移動；移動環（12）通過柔性繩（13）與夾持橫桿（14）連接，夾持橫桿（14）的下表面開設有滑槽，滑槽內設置有兩個夾持縱桿（15），兩個夾持縱桿（15）相對的兩個面上開設有滑塊導軌，滑塊導軌內設置有滑塊（17）；兩個夾持縱桿（15）的底端設置有滑塊檔桿（16），滑塊檔桿（16）能夠擋住滑塊（17）。

2.根據權利要求1所述的一種足式仿生機器人運動控制測試平臺，其特征在于，支撐桿（11）的兩端均設置有滾輪（10）；底臺（3）的下表面設置有若干支撐腿（18）。

3.根據權利要求1所述的一種足式仿生機器人運動控制測試平臺，其特征在于，氣缸（7）連接有氣壓泵站。

4.一種基于足式仿生機器人運動控制測試平臺的測試方法，其特征在于，所述足式仿生機器人運動控制測試平臺包括坡道路面模擬平臺（4）、支撐保護機構（1）和底臺（3）；坡道路面模擬平臺（4）、支撐保護機構（1）均設置在底臺（3）上；

坡道路面模擬平臺（4）包括方柱（21）、氣缸（7）、電機（5）、傳動帶（6）和滾輪柱（9）；兩個平行的方柱（21）之間垂直設置有若干個滾輪柱（9），滾輪柱（9）相互平行，方柱（21）兩個端頭部位的滾輪柱（9）上均設置有電機（5），電機（5）安裝在滾輪柱（9）的端頭；兩個方柱（21）的下方均設置有若干氣缸（7）；若干個滾輪柱（9）外側包裹有傳動帶（6），傳動帶（6）能夠在滾輪柱（9）的外側循環轉動；

支撐保護機構（1）包括支撐柱（19）、導軌（20）、支撐桿（11）和夾持機構；四個支撐柱（19）分別垂直設置于底臺（3）上表面的四個角上；導軌（20）的個數為2，導軌（20）固定設置在兩個支撐柱（19）的頂端之間，且兩個導軌（20）互相平行；支撐桿（11）垂直設置在兩個導軌（20）之間，支撐桿（11）能夠沿導軌方向移動；夾持機構設置在支撐桿（11）上；

坡道路面模擬平臺（4）上放置有測試機器人（2）；測試機器人（2）包括機械腿和機體，若干個機械腿圍繞機體設置；測試機器人（2）機械腿的末端安裝有力傳感器；測試機器人（2）的機械腿與機械腿的末端的連接處設置有速度傳感器；測試機器人（2）的機體上設置有姿態傳感器；坡道路面模擬平臺（4）的氣缸（7）上設置有位移傳感器；

氣缸（7）連接有氣壓泵站；

所述足式仿生機器人運動控制測試平臺的測試方法，包括以下步驟：

1）啟動氣壓泵站，調整測試平臺初始位置，將測試機器人（2）放置在坡道路面模擬平臺（4）上；調整各氣缸（7）；用支撐保護機構（1）的夾持裝置夾住測試機器人（2）；

2）在測試過程中，使測試機器人（2）按一定速度在坡道路面模擬平臺（4）上行走，通過收集記錄測試機器人（2）足端的傳感器數據，測量機器人足端腳力；

3）在測試過程中，使測試機器人（2）按一定速度在坡道路面模擬平臺（4）上行走，調節氣缸（7）伸出長度，調節坡道路面模擬平臺（4）上下左右四個方位的傾斜度，模擬路面坡度，實現機器人在外部路面環境下行走的模擬過程，記錄位移傳感器的數據，測量路面坡度值；

4）在測試過程中，使測試機器人（2）按一定速度在坡道路面模擬平臺（4）上行走，通過收集記錄機器人腿部所裝的速度傳感器的數據，測量機器人行走速度，完成在平臺上實時測量機器人運動速度的功能；

5）在測試過程中，使測試機器人（2）按一定速度在坡道路面模擬平臺（4）上行走，通過收集記錄測試機器人（2）姿態力傳感器數據，所測數據與足端力傳感器所測數據對比分析得機器人的穩定性能。