[發(fā)明專利]一種主動式萬向腳輪性能測試裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010956411.3
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN111947911A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉強(qiáng);楊桂林;張馳;王慰軍;鄭天江;孫賢備;熊次遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發(fā)明公開了一種主動式萬向腳輪性能測試裝置及方法。所述測試裝置包括腳輪滑動平臺、腳輪測試平臺、壓力加載機(jī)構(gòu)、力傳感機(jī)構(gòu)和位置感應(yīng)機(jī)構(gòu)等；在對所述腳輪進(jìn)行性能測試時，所述腳輪被夾持在腳輪滑動平臺與腳輪測試平臺之間，并且所述腳輪能夠在腳輪測試平臺臺面上自由移動；所述壓力加載機(jī)構(gòu)至少用于沿與腳輪測試平臺臺面垂直的方向向所述腳輪加載壓力；所述力傳感機(jī)構(gòu)至少用于檢測加載到所述腳輪上的壓力數(shù)值；所述位置感應(yīng)機(jī)構(gòu)至少用于監(jiān)測所述腳輪在腳輪測試平臺臺面上的實時位置。本發(fā)明提供的測試裝置及方法能夠準(zhǔn)確測量主動式萬向腳輪在不同有效負(fù)載下的各項參數(shù)，利于提高移動機(jī)器人系統(tǒng)的開發(fā)效率，降低開發(fā)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種萬向腳輪測試裝置，特別是涉及一種主動式萬向腳輪性能測試裝置及方法。

背景技術(shù)

目前，隨著國內(nèi)移動機(jī)器人AGV/AMR需求量持續(xù)放大，其市場規(guī)模的增長趨勢迅猛。2018年中國移動機(jī)器人銷量已達(dá)到2.96萬臺，同比增長119％，市場規(guī)模達(dá)到42.5億元，較2017年實現(xiàn)42.5％的增長。2019年市場規(guī)模達(dá)到61.75億元，增長率為45.2％，移動機(jī)器人全類產(chǎn)品新增量突破33400臺，增長約12.8％。與此同時，行業(yè)內(nèi)高新技術(shù)企業(yè)也不斷涌現(xiàn)，其中一類企業(yè)專注于AGV/AMR核心驅(qū)動部件的研發(fā)，設(shè)計開發(fā)了能夠?qū)崿F(xiàn)360°無摩擦轉(zhuǎn)向及滾動功能的主動式萬向腳輪，主要包括解耦式主動萬向腳輪、雙輪轂主動萬向腳輪兩類。其主要技術(shù)特點(diǎn)是機(jī)動靈活、零轉(zhuǎn)彎半徑、驅(qū)動效率高、定位精確，作為AGV/AMR的驅(qū)動單元，能夠提升其運(yùn)動性能，適合在狹窄空間工作，并能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動的軌跡規(guī)劃。

主動式萬向腳輪的優(yōu)點(diǎn)雖然比較明顯，但當(dāng)前卻還沒有一款專門針對其運(yùn)動特點(diǎn)進(jìn)行測試的裝置，究其原因是由于萬向腳輪在旋轉(zhuǎn)和滾動兩個自由度中都是主動驅(qū)動方式，在測試過程中應(yīng)兼顧旋轉(zhuǎn)及滾動的測試要求，設(shè)計難度較高。在傳統(tǒng)的測試方法中，一般是將多個腳輪同時安裝在一個AGV/AMR的底盤上，通過對移動機(jī)器人整體性能的測試結(jié)果來推算單個腳輪的性能參數(shù)。由于這種測試方法增加了底盤在結(jié)構(gòu)設(shè)計、腳輪間的耦合關(guān)系等不確定因素，同時還受制于測試環(huán)境，如地面平整度、粗糙度、坡度等因素的影響，造成單個腳輪實際性能參數(shù)測量的不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種主動式萬向腳輪性能測試裝置及方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一些實施例提供了一種主動式萬向腳輪性能測試裝置，其包括腳輪滑動平臺、腳輪測試平臺、壓力加載機(jī)構(gòu)、力傳感機(jī)構(gòu)和位置感應(yīng)機(jī)構(gòu)，所述腳輪滑動平臺的臺面與腳輪測試平臺的臺面平行設(shè)置；

在對主動式萬向腳輪進(jìn)行性能測試時，所述主動式萬向腳輪頂端與腳輪滑動平臺臺面滑動配合或滾動配合，底端的腳輪部件設(shè)置在腳輪測試平臺臺面上，并且所述主動式萬向腳輪能夠在腳輪測試平臺臺面上自由移動；

所述壓力加載機(jī)構(gòu)至少用于沿設(shè)定方向向主動式萬向腳輪加載壓力，所述設(shè)定方向與腳輪測試平臺臺面垂直；

所述力傳感機(jī)構(gòu)至少用于檢測加載到主動式萬向腳輪上的壓力數(shù)值；

所述位置感應(yīng)機(jī)構(gòu)至少用于監(jiān)測主動式萬向腳輪在腳輪測試平臺臺面上的實時位置。

在一些實施方式中，所述壓力加載機(jī)構(gòu)與腳輪滑動平臺、腳輪測試平臺中的任一者傳動連接，該任一者與沿所述設(shè)定方向延伸的導(dǎo)軌滑動配合或滾動配合，并能夠在壓力加載機(jī)構(gòu)的驅(qū)使下沿導(dǎo)軌向腳輪滑動平臺和腳輪測試平臺中的另一者移動。

在一些實施方式中，所述壓力加載機(jī)構(gòu)與壓力加載平臺連接，所述壓力加載平臺經(jīng)壓力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)與腳輪測試平臺連接，所述力傳感機(jī)構(gòu)設(shè)置在壓力傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)與腳輪測試平臺之間。

在一些實施方式中，所述力傳感裝置用于檢測和計算加載到主動式萬向腳輪上的壓力數(shù)值，并將所述壓力數(shù)值反饋到壓力加載機(jī)構(gòu)的控制模塊。