温室地面随机激励下车体偏移校正试验装置及其试验方法制造方法及图纸

温室地面随机激励下车体偏移校正试验装置及其试验方法，该试验装置中模拟单元用于模拟地面起伏状态的变化；悬架单元与模拟单元连接，悬架单元随着模拟单元模拟的地面起伏状态的变化而发生倾斜；校正回位单元与悬架单元可滑动连接；检测单元与校正回位单元连接，能够随着校正回位单元偏移并检测出偏移参数；控制单元分别与模拟单元、检测单元和校正回位单元连接，用于控制模拟单元模拟产生地面起伏状态的变化，接收检测单元检测到的偏移参数，根据偏移参数计算得到机器转向调节参数，以及通过校正回位单元将检测单元回位。该试验装置能模拟地面起伏状态变化，并输出转向调节参数，为实现机器人在温室地面随机激励下的稳定行驶提供了条件。

Test device and method of vehicle body offset correction under random excitation of greenhouse ground

【技术实现步骤摘要】
温室地面随机激励下车体偏移校正试验装置及其试验方法
本专利技术涉及农业装备检测
，涉及一种温室地面随机激励下车体行驶偏移现象的校正试验装置及其试验方法，能够保证在温室环境内作业机器人前进的稳定性。
技术介绍
随着农业现代化不断发展，果蔬生产面积不断扩大，用于温室环境内的作业机器人日益增多。无论是运输机器人、采摘机器人还是喷雾机器人，都无法避免因土壤地面的起伏而带来的路径偏移问题，从而导致机器人工作的不稳定性，有些甚至无法可靠地实现其原有功能。所以，使用能够对复杂路面快速产生补偿偏移量的装置，可以为温室内机器人的精准物流、高效采摘、精量喷雾提供可靠的保障。由于温室内环境复杂，目前大多数机器人采用铺设固定轨道的方式来确保其运动的稳定性，此种方法的弊端是轨道铺设成本高、不方便移动、占用耕地面积并且给温室内的耕作带来极大的不便。因此，迫切需要避免采用轨道，同时又能够按照预先设定路径稳定前行的机器人出现。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种温室地面随机激励下车体偏移校正试验装置及其试验方法，能保证机器人在无轨及起伏地面的条件下，通过实时输出机器人转向机构调节的参数，来实现机器人的稳定行驶，从而达到温室内机器人的智能化、精准化、低成本和高效化。本专利技术的一个方面提供一种温室地面随机激励下车体偏移校正试验装置，包括：模拟单元，用于模拟地面起伏状态的变化；悬架单元，与所述模拟单元连接，所述悬架单元随着所述模拟单元模拟的所述地面起伏状态的变化而发生倾斜；r>校正回位单元，与所述悬架单元可滑动连接；检测单元，与所述校正回位单元连接，能够随着所述校正回位单元偏移并检测出偏移参数；以及控制单元，分别与所述模拟单元、所述检测单元和所述校正回位单元连接，用于控制所述模拟单元模拟产生所述地面起伏状态的变化，接收所述检测单元检测到的所述偏移参数，根据所述偏移参数计算得到检测单元的回位长度及机器转向调节角度，以及通过所述校正回位单元将所述检测单元回位。进一步地，所述试验装置还包括参数输入单元，所述参数输入单元与所述控制单元连接，用于向所述控制单元输入地面平整度参数。进一步地，所述模拟单元包括多个升降模块，多个所述升降模块分别与所述控制单元连接，多个所述升降模块支撑于所述悬架单元的下侧。进一步地，所述悬架单元包括结构骨架和多个弹簧，多个所述弹簧分别与所述结构骨架固定连接，多个所述弹簧与多个所述升降模块一一对应且固定连接。进一步地，所述校正回位单元包括滑板、丝杠电机、滚珠丝杠和丝杠螺母，所述丝杠电机与所述滑板固定连接，所述丝杠电机的输出端与所述滚珠丝杠传动连接，所述丝杠螺母与所述丝杠螺纹连接，所述丝杠螺母与所述滑板可滑动连接，所述检测单元与所述丝杠螺母固定连接。本专利技术的另一方面还提供一种温室地面随机激励下车体偏移校正试验方法，主要包括以下步骤：S2：模拟地面起伏状态的变化；S4：检测所述地面起伏状态变化引起的偏移参数；S6：根据所述偏移参数计算得到机器转向调节参数；S8：控制所述检测单元回位；S10：循环执行步骤S2、S4、S6和S8。进一步地，在模拟地面起伏状态变化的步骤之前，还包括：S1：向控制单元输入地面平整度参数。进一步地，所述偏移参数包括偏移的距离，偏移的速度和加速度，以及倾斜角度中的至少一种。进一步地，所述机器转向调节参数包括回位长度以及机器转向调节角度。进一步地，所述回位长度及所述机器转向调节角度由下列公式计算得出：其中，L1，L2，L3为回位长度，α是滑板的倾斜角度，m1是校正单元的重量，m2是控制盒及内部元件的重量，K是弹簧的刚度，i是转向调节角度与丝杠之间的减速比。本专利技术一种实施例的试验装置及其试验方法至少具有以下有益效果：1)本专利技术采用升降模块精确地模拟地面的起伏状态变化，从而能够模拟地面与机器人车轮接触的情况，为研究地面起伏对机器平稳性的影响提供了一种崭新的方法。2)本专利技术采用实时监控、调节的方式，能迅速输出温室机器人在随机地面激励下保证其路径行驶所需要的转向调节参数，为实现温室轨道机器人去除轨道，且不损失运行精度提供了可能性。3)本专利技术采用智能反馈控制，安全性能好、操作简单、精度高，且整体搭建成本低，体积小。附图说明图1为本专利技术一种实施例的试验装置的结构示意图。图2为本专利技术一种实施例的试验装置中的模拟单元的示意图。图3为本专利技术一种实施例的试验装置中的校正回位单元的示意图。图4为本专利技术一种实施例的试验装置中的悬架单元的示意图。图5为本专利技术一种实施例的试验装置中的控制单元的结构示意图。图6为本专利技术一种实施例的试验方法的示意图。附图标记说明1-控制盒，2-轨道，3-滚珠丝杠，4-传感器连接架，5-丝杠电机，6-滑板，7-传感器，8-滑轨，9-主骨架，11-弹簧，12-升降连接板，13-固定板，14-升降电机，15-丝杠螺母，16-滑块，17-升降模块，18-升降支架，1801-第一连接杆，1802-第二连接杆，1803-第三连接杆，1804-第四连接杆,19-升降丝杠，20-减速器。具体实施方式通过解释以下本申请的优选实施方案，本专利技术的其他目的和优点将变得清楚。如图1至5所示，一种温室地面随机激励下车体偏移校正试验装置，包括模拟单元、悬架单元、校正回位单元、检测单元和控制单元。其中，模拟单元用于模拟地面起伏状态的变化。悬架单元与所述模拟单元连接，所述悬架单元随着所述模拟单元模拟的所述地面起伏状态的变化而发生倾斜。校正回位单元与所述悬架单元可滑动连接。检测单元与所述校正回位单元连接，能够随着所述校正回位单元偏移并检测出偏移参数。控制单元分别与所述模拟单元、所述检测单元和所述校正回位单元连接。控制单元用于控制所述模拟单元模拟产生所述地面起伏状态的变化，接收所述检测单元检测到的所述偏移参数，根据所述偏移参数计算得到检测单元的回位长度及机器转向调节角度，以及通过所述校正回位单元将所述检测单元回位。具体地，模拟单元用于模拟地面起伏状态的变化，也就是模拟地面与机器人车轮接触的真实情况。本实施例中，模拟单元包括固定板13和多个升降模块17。固定板13用于固定升降模块17，可以将固定板13通过螺栓等紧固件与升降模块17固定连接。本实施例中，优选地，所述模拟单元包括四个升降模块17，四个升降模块17分别固定在固定板13的上表面之四个边角的内侧。需要说明的是，根据需要也可以将升降模块17的数量设置为2个、3个、5个或者其他数量。本实施例中的升降模块17包括升降电机14、减速器20、升降丝杠19、升杠螺母、升降支架18和升降连接板12。具体地，升降支架18具有第一连接杆1801、第二连接杆1802、第三连接杆1803和第四连接杆1804，第一连接杆1801的上端与升降连接板12枢接，第一连接杆1801的下端与第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温室地面随机激励下车体偏移校正试验装置，其特征在于，包括：/n模拟单元，用于模拟地面起伏状态的变化；/n悬架单元，与所述模拟单元连接，所述悬架单元随着所述模拟单元模拟的所述地面起伏状态的变化而发生倾斜；/n校正回位单元，与所述悬架单元可滑动连接；/n检测单元，与所述校正回位单元连接，能够随着所述校正回位单元偏移并检测出偏移参数；以及/n控制单元，分别与所述模拟单元、所述检测单元和所述校正回位单元连接，用于控制所述模拟单元模拟产生所述地面起伏状态的变化，接收所述检测单元检测到的所述偏移参数，根据所述偏移参数计算得到机器转向调节参数，以及通过所述校正回位单元将所述检测单元回位。/n

【技术特征摘要】
1.一种温室地面随机激励下车体偏移校正试验装置，其特征在于，包括：
模拟单元，用于模拟地面起伏状态的变化；
悬架单元，与所述模拟单元连接，所述悬架单元随着所述模拟单元模拟的所述地面起伏状态的变化而发生倾斜；
校正回位单元，与所述悬架单元可滑动连接；
检测单元，与所述校正回位单元连接，能够随着所述校正回位单元偏移并检测出偏移参数；以及
控制单元，分别与所述模拟单元、所述检测单元和所述校正回位单元连接，用于控制所述模拟单元模拟产生所述地面起伏状态的变化，接收所述检测单元检测到的所述偏移参数，根据所述偏移参数计算得到机器转向调节参数，以及通过所述校正回位单元将所述检测单元回位。


2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括参数输入单元，所述参数输入单元与所述控制单元连接，用于向所述控制单元输入地面平整度参数。


3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述模拟单元包括多个升降模块，多个所述升降模块分别与所述控制单元连接，多个所述升降模块支撑于所述悬架单元的下侧。


4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述悬架单元包括结构骨架和多个弹簧，多个所述弹簧分别与所述结构骨架固定连接，多个所述弹簧与多个所述升降模块一一对应且固定连接。


5.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述校正回位单元包括滑板、丝杠电机、滚珠丝杠...

【专利技术属性】
技术研发人员：王沛栋，李环亭，朱昨庆，尚鹏，马世平，
申请(专利权)人：青岛市产品质量监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37