一种足式仿生机器人姿态控制测试平台及测试方法技术

本发明专利技术公开了一种足式仿生机器人姿态控制测试平台及测试方法，包括多气缸平台、支撑保护机构和底台；多气缸平台和支撑保护机构均设置在底台上；多气缸平台为矩形，多气缸平台包括若干个矩形气缸平台，每个矩形气缸平台包括矩形台面、球铰机构、气缸、力传感器和位移传感器；若干个球铰机构安装在矩形台面的下表面，每个球铰机构上均安装有气缸，位移传感器安装在气缸上，矩形台面的下表面还安装有力传感器。本发明专利技术的测试平台由多个矩形气缸平台组合而成，可以实时模拟不同地形环境，同时分析在不同地形环境下测试机器人的稳定性能；同时模拟路面障碍，测试机器人躲避障碍和跨越障碍的性能。

Foot type bionic robot gesture control test platform and testing method

The invention discloses a test platform and test method for attitude control of bionic robot, including multi cylinder platform, support protection mechanism and the base station; multi cylinder platform and support mechanism are arranged in the bottom table; multi cylinder platform is rectangular, multi cylinder platform comprises a plurality of rectangular cylinder platform, each rectangular cylinder platform including rectangular table, ball hinge mechanism, a cylinder, a force sensor and a displacement sensor; a plurality of ball hinge mechanism is arranged on the lower surface of the rectangular table, each ball hinge mechanism are arranged on the cylinder, a displacement sensor is arranged on the cylinder, under the surface of the rectangular table is also provided a powerful sensor. The test platform of the invention comprises a plurality of rectangular cylinder platform combination, real-time simulation of different terrain environment, and analysis of testing the stability performance of the robot in different terrain environment; at the same time to simulate road obstacles, testing the robot to avoid the obstacle and the obstacle crossing performance.

【技术实现步骤摘要】
一种足式仿生机器人姿态控制测试平台及测试方法
本专利技术属于智能机器人测试
，特别涉及一种足式仿生机器人姿态控制测试平台及测试方法。
技术介绍
近年来，随着机器人、机械、电子、计算机、人工智能、传感检测等相关学科的不断进步，研究和开发在现有车辆难以到达的复杂地形环境下，携带有效载荷，自主完成长途运输任务的高性能足式仿生机器人正在成为机器人领域的一个热点。然而，机器人在室外复杂环境下对于姿态测试是十分不便的，机器人在室外复杂环境下进行测试时，需要反复的进行各种姿态、稳定性性能等试验，不但试验周期长，且耗费巨大的人力、物力、财力。同时，受到天气、以及其它因素的影响。因此，在室内建立足式仿生机器人姿态控制测试平台对于试验模型具有重要应用价值。本测试平台可以自动检测机器人位姿，利用多气缸平台动态模拟各种地形环境，实时对机器人姿态测试以及稳定性性能测试，并通过传感器等装置对整个系统动态条件下的运动特性进行反馈，对机器人姿态控制、机械部分进行完善，进而对足式机器人真正独立行走做准备。本试验台主要针对机器人姿态控制测试的问题，贯彻现代社会产品研发周期短、节约资源的理念，搭建足式仿生机器人姿态控制测试平台。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种足式仿生机器人姿态控制测试平台及测试方法，以解决现有技术中缺少室内机器人多姿态测试平台引起的实验周期长、且耗费巨大的人力、物力、财力，同时，容易受到天气、以及其它因素的影响等问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种足式仿生机器人姿态控制测试平台，包括多气缸平台、支撑保护机构和底台；多气缸平台和支撑保护机构均设置在底台上；多气缸平台为矩形，多气缸平台包括若干个矩形气缸平台，每个矩形气缸平台包括矩形台面、球铰机构、气缸、力传感器和位移传感器；若干个球铰机构安装在矩形台面的下表面，每个球铰机构上均安装有气缸，位移传感器安装在气缸上，矩形台面的下表面还安装有力传感器。支撑保护机构包括支撑柱、导轨、支撑杆和夹持机构；四个支撑柱分别垂直设置于底台上表面的四个角上；导轨的个数为2，导轨固定设置在两个支撑柱的顶端之间，且两个导轨互相平行；两个支撑杆设置在两个导轨之间，且两个支撑杆互相平行，支撑杆能够沿导轨方向移动；夹持机构设置在支撑杆上。进一步的，多气缸平台上铺设有保护层，保护层为柔性材料；多气缸平台上还放置有测试机器人，测试机器人放置在保护层上。进一步的，测试机器人包括机械腿和机体，若干个机械腿围绕机体设置；机械腿的端部设置有六维力传感器和压力传感器；机身上设置有姿态传感器。进一步的，夹持机构包括移动环、柔性绳、夹持横杆、夹持纵杆和滑块；移动环套设在支撑杆上，移动环能够在支撑杆上移动；移动环通过柔性绳与夹持横杆连接，夹持横杆的下表面开设有滑槽，滑槽内设置有两个夹持纵杆，两个夹持纵杆相对的两个面上开设有滑块导轨，滑块导轨内设置有滑块；两个夹持纵杆的底端设置有滑块档杆，滑块档杆能够挡住滑块。进一步的，支撑杆的两端均设置有滚轮；底台的下表面设置有若干支撑腿。进一步的，多气缸平台连接有气压泵站。进一步的，一种基于足式仿生机器人姿态控制测试平台的测试方法，所述足式仿生机器人姿态控制测试平台包括多气缸平台、支撑保护机构和底台；多气缸平台和支撑保护机构均设置在底台上；多气缸平台为矩形，多气缸平台包括若干个矩形气缸平台，每个矩形气缸平台包括矩形台面、球铰机构、气缸、力传感器和位移传感器；支撑保护机构包括支撑柱、导轨、支撑杆和夹持机构；测试机器人包括机械腿和机体，若干个机械腿围绕机体设置；机械腿的端部设置有六维力传感器和压力传感器；机身上设置有姿态传感器；多气缸平台连接有气压泵站；所述足式仿生机器人姿态控制测试平台的测试方法，包括以下步骤：1)启动气压泵站，调整多气缸平台的初始位置，将测试机器人放置在多气缸平台上；用支撑保护机构的夹持装置夹住测试机器人；2)在测试过程中，使测试机器人按一定速度在测试平台上行走，通过收集记录测试机器人上六维力传感器和压力传感器数据，测量机械腿对机身的扭转力矩和推动力；3)在测试过程中，使测试机器人按一定速度在测试平台上行走，通过收集记录多气缸平台上力传感器的数据，测量测试机器人足端脚力；4)在测试过程中，使测试机器人按一定速度在测试平台上行走，通过收集记录测试机器人机身上的姿态传感器和测试机器人机械腿端部压力传感器的数据，分析测试机身的稳定性能，是否发生倾斜的情况；改变平台上气缸伸出长度，调整矩形气缸平台倾斜度、高度，实时模拟不同地形环境，同时分别收集记录测试机器人机身上的姿态传感器和测试机器人机械腿端部压力传感器的数据，分析出不同地形环境下机身的稳定性能；5)在测试过程中，使测试机器人按一定速度在测试平台上行走，使测试平台上部分矩形气缸平台升高形成高台模拟或使矩形气缸平台下降形成沟壑模拟，测试测试机器人躲避障碍和跨越障碍的性能，并记录此过程中的姿态传感器和测试机器人机械腿端部压力传感器的数据。与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：(1)本专利技术的测试平台由多个矩形气缸平台组合而成，可以实时模拟不同地形环境，同时分析在不同地形环境下测试机器人的稳定性能；同时模拟路面障碍，测试机器人躲避障碍和跨越障碍的性能，且不受天气等外界环境影响。(2)本专利技术的测试平台在测试过程中通过支撑保护机构实时保护机器人，保护机构防止测试机器人发生摔倒损坏的状况，保护核心部件。(3)本专利技术实时测量机器人在不同地形环境下的姿态和稳定性能，实时测量机器人行走过程中的脚力，达到贯彻现代社会产品研发周期短、节约资源的理念。因此，搭建足式仿生机器人姿态控制测试平台具有重要应用价值。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术立体图；图3本专利技术多气缸平台结构图；图4为本专利技术矩形气缸平台结构图；图5为本专利技术夹持装置结构图。其中：2、测试机器人；3、导轨；4、保护层；5、底台；6、多气缸平台；7、球铰机构；8、位移传感器；9、气缸；10、滚轮；11、支撑腿；12、支撑杆；13、移动环；14、柔性绳；15、夹持横杆；17、夹持纵杆；18、滑块档杆；19、滑块；20、支撑保护机构；21、矩形台面；22、支撑柱。具体实施方式以下结合附图对本专利技术详细说明：请参阅图1至图5所示，一种足式仿生机器人姿态控制测试平台，包括多气缸平台6、支撑保护机构20和底台5；多气缸平台6和支撑保护机构20均设置在底台5上；多气缸平台6为矩形，多气缸平台6包括若干个矩形气缸平台，每个矩形气缸平台包括矩形台面21、球铰机构7、气缸9、力传感器和位移传感器8；若干个球铰机构7安装在矩形台面21的下表面，每个球铰机构7上均安装有气缸9，位移传感器8安装在气缸9上，矩形台面21的下表面还安装有力传感器；位移传感器8能够测量测量机器人机身的最大倾斜度。支撑保护机构20包括支撑柱22、导轨3、支撑杆12和夹持机构；四个支撑柱22分别垂直设置于底台5上表面的四个角上；导轨3的个数为2，导轨3固定设置在两个支撑柱22的顶端之间，且两个导轨3互相平行；两个支撑杆12设置在两个导轨3之间，且两个支撑杆12互相平行，支撑杆12能够沿导轨方向移动；夹持机构设置在支撑杆12上。多气缸平台6上铺设有保护层4，保护层4为柔性材料；多气缸平台6上还放置有测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种足式仿生机器人姿态控制测试平台，其特征在于，包括多气缸平台(6)、支撑保护机构(20)和底台(5)；多气缸平台(6)和支撑保护机构(20)均设置在底台(5)上；多气缸平台(6)为矩形，多气缸平台(6)包括若干个矩形气缸平台，每个矩形气缸平台包括矩形台面(21)、球铰机构(7)、气缸(9)、力传感器和位移传感器(8)；若干个球铰机构(7)安装在矩形台面(21)的下表面，每个球铰机构(7)上均安装有气缸(9)，位移传感器(8)安装在气缸(9)上，矩形台面(21)的下表面还安装有力传感器；支撑保护机构(20)包括支撑柱(22)、导轨(3)、支撑杆(12)和夹持机构；四个支撑柱(22)分别垂直设置于底台(5)上表面的四个角上；导轨(3)的个数为2，导轨(3)固定设置在两个支撑柱(22)的顶端之间，且两个导轨(3)互相平行；两个支撑杆(12)设置在两个导轨(3)之间，且两个支撑杆(12)互相平行，支撑杆(12)能够沿导轨方向移动；夹持机构设置在支撑杆(12)上。

【技术特征摘要】
1.一种足式仿生机器人姿态控制测试平台，其特征在于，包括多气缸平台(6)、支撑保护机构(20)和底台(5)；多气缸平台(6)和支撑保护机构(20)均设置在底台(5)上；多气缸平台(6)为矩形，多气缸平台(6)包括若干个矩形气缸平台，每个矩形气缸平台包括矩形台面(21)、球铰机构(7)、气缸(9)、力传感器和位移传感器(8)；若干个球铰机构(7)安装在矩形台面(21)的下表面，每个球铰机构(7)上均安装有气缸(9)，位移传感器(8)安装在气缸(9)上，矩形台面(21)的下表面还安装有力传感器；支撑保护机构(20)包括支撑柱(22)、导轨(3)、支撑杆(12)和夹持机构；四个支撑柱(22)分别垂直设置于底台(5)上表面的四个角上；导轨(3)的个数为2，导轨(3)固定设置在两个支撑柱(22)的顶端之间，且两个导轨(3)互相平行；两个支撑杆(12)设置在两个导轨(3)之间，且两个支撑杆(12)互相平行，支撑杆(12)能够沿导轨方向移动；夹持机构设置在支撑杆(12)上。2.根据权利要求1所述的一种足式仿生机器人姿态控制测试平台，其特征在于，多气缸平台(6)上铺设有保护层(4)，保护层(4)为柔性材料；多气缸平台(6)上还放置有测试机器人(2)，测试机器人(2)放置在保护层(4)上。3.根据权利要求2所述的一种足式仿生机器人姿态控制测试平台，其特征在于，测试机器人(2)包括机械腿和机体，若干个机械腿围绕机体设置；机械腿的端部设置有六维力传感器和压力传感器；机身上设置有姿态传感器。4.根据权利要求1所述的一种足式仿生机器人姿态控制测试平台，其特征在于，夹持机构包括移动环(13)、柔性绳(14)、夹持横杆(15)、夹持纵杆(17)和滑块(19)；在每个支撑杆(12)上套设有移动环(13)，移动环(13)能够在支撑杆(12)上移动；移动环(13)通过柔性绳(14)与夹持横杆(15)连接，夹持横杆(15)的下表面开设有滑槽，滑槽内设置有两个夹持纵杆(17)，两个夹持纵杆(17)相对的两个面上开设有滑块导轨，滑块导轨内设置有滑块(19)；两个夹持纵杆(17)的底端设置有滑块档杆(18)，滑块档杆(18)能够挡住滑块(19)。5.根据权利要求1所述的一种足式仿生机器人姿态控制测试平台，其特征在于，支撑杆(12)的两端均设置有滚轮(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱雅光，刘琼，陈龙，张奕，朱干伟，郭童，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61