一种足地力学实验平台制造技术

本申请涉及机器人足地技术领域，具体而言，涉及一种足地力学实验平台

【技术实现步骤摘要】
一种足地力学实验平台


[0001]本申请涉及机器人足地
，具体而言，涉及一种足地力学实验平台
。

技术介绍

[0002]目前，机器人的足端作为与外界环境唯一主动交互的构件，是机器人的移动能力与稳定性的核心支撑
。
足式机器人在户外复杂多变的环境中作业时，基于路径规划的长远发展，在面对结构性地形时能进行提前避障，但处于沙漠
、
沼泽
、
森林
、
山地及岩石等非结构性地形时，对机器人适应性及行动性能提出了巨大挑战，直接影响足端结构选择及受力平衡
。
而当地基的极限承载能力较低时，机器人足端容易发生沉陷；而土壤粘聚力较强时，抬腿容易发生阻滞；在这样的情况下，传统的相互作用模型无法适用，为解决上述问题，构建面对非结构性地形的完整足地力学模型，搭建足地力学实验平台验证成为了核心解决方案
。
而目前的机器人足地力学实验平台仅可实现对足端在空间位移上的控制，但无法真实还原机器人足端与地面的接触，不利于实验
。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种足地力学实验平台，以改善上述问题
。
[0004]本专利技术具体是这样的：
[0005]一种足地力学实验平台，包括实验台架
、
土槽
、
滑台
、
导向架
、
升降架
、
六维力传感器
、
第一驱动单元以及第二驱动单元；
[0006]土槽与实验台架连接，土槽用于容置土壤样本；滑台沿水平方向与实验台架可活动地连接，导向架与滑台连接；升降架沿竖直方向与导向架可活动地连接，且位于土槽的上方；六维力传感器与升降架连接，且用于安装机器人的足端；第一驱动单元用于驱动滑台相对于实验台架活动，第二驱动单元用于驱动升降架相对于导向架活动
。
[0007]在本专利技术的一种实施例中，第一驱动单元包括驱动电机
、
联轴器
、
丝杠以及滑块；驱动电机与实验台架连接，丝杠通过上述联轴器与驱动电机的输出端传动连接，滑块与滑台连接，且丝杠与滑块配合
。
[0008]在本专利技术的一种实施例中，足地力学实验平台还包括第一位移传感器，第一位移传感器与滑台连接，第一位移传感器用于检测滑台相对于实验台架的运动
。
[0009]在本专利技术的一种实施例中，足地力学实验平台还包括触动件以及两个限位开关；
[0010]触动件与滑台连接；两个限位开关均与实验台架连接，且限位开关与驱动电机电连接，触动件用于触发限位开关，以使得驱动电机停止运行；
[0011]其中，两个限位开关沿丝杠的延伸方向间隔布置，以限定滑台相对于实验台架活动的预设行程，且滑台在预设行程内的活动均位于土槽的正上方
。
[0012]在本专利技术的一种实施例中，沿丝杠的延伸方向，土槽与实验台架可滑动地连接
。
[0013]在本专利技术的一种实施例中，导向架包括主体以及至少一个导向杆，导向杆与主体连接；且升降架沿竖直方向与导向杆可滑动地连接；
[0014]第二驱动单元包括液压动力源以及液压油缸，液压油缸与液压动力源管路连接，且液压油缸的缸体与主体连接，液压油缸的活动段与升降架连接，液压油缸用于驱动升降架沿竖直方向相对于主体活动；
[0015]其中，液压油缸及六维力传感器分别位于升降架的上下两端
。
[0016]在本专利技术的一种实施例中，足地力学实验平台还包括与升降架连接的第二位移传感器，第二位移传感器用于检测升降架相对于主体的运动
。
[0017]在本专利技术的一种实施例中，升降架配置有配重部，配重部用于安装配重块
。
[0018]在本专利技术的一种实施例中，足地力学实验平台还包括调整杆，调整杆沿竖直方向与主体可活动地连接，且液压油缸的缸体与调整杆连接
。
[0019]在本专利技术的一种实施例中，主体的上端开设有供调整杆通过的通过孔；
[0020]足地力学实验平台还包括阻尼台以及多个阻尼件；
[0021]调整杆竖向设置且与阻尼台螺纹连接，沿竖直方向阻尼台与主体的上端间隔设置，多个阻尼件均设置于主体的上端及阻尼台之间，且多个阻尼件绕调整杆阵列式布置，阻尼件用于限制阻尼台沿竖直方向朝背离主体一方的运动
。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]该足地力学实验平台包括实验台架
、
土槽
、
滑台
、
导向架
、
升降架
、
六维力传感器
、
第一驱动单元以及第二驱动单元；土槽与实验台架连接，土槽用于容置土壤样本；滑台沿水平方向与实验台架可活动地连接，导向架与滑台连接；升降架沿竖直方向与导向架可活动地连接，且位于土槽的上方；六维力传感器与升降架连接，且用于安装机器人的足端；第一驱动单元用于驱动滑台相对于实验台架活动，第二驱动单元用于驱动升降架相对于导向架活动
。
该足地力学实验平台能够模拟足端在土体中的移动，并实现在垂直方向上的力控，从而真实还原机器人足端与地面的接触，以收集机器人足端在非结构性地形条件中的活动数据，进而有利于提高机器人的适应性及行动性能
。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图
。
[0025]图1为本专利技术实施例提供的足地力学实验平台第一视角的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例提供的足地力学实验平台第二视角的结构示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例提供的足地力学实验平台第三视角的结构示意图；
[0028]图4为本专利技术实施例提供的足地力学实验平台第四视角的结构示意图；
[0029]图5为本专利技术实施例提供的滑台
、
导向架及升降架第一视角的结构示意图；
[0030]图6为本专利技术实施例提供的滑台
、
导向架及升降架第三视角的结构示意图；
[0031]图7为本专利技术其他实施例提供的滑台
、
导向架及升降架第三视角的结构示意图
。
[0032]图标：
200
‑
足地力学实验平台；
210
‑
实验台架；
220
‑
土槽；
230
‑
滑台；
240
‑
导向架；
250
‑
升降架；
260
‑
六维力传感器；
270
‑
第一驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种足地力学实验平台，其特征在于：所述足地力学实验平台包括实验台架
、
土槽
、
滑台
、
导向架
、
升降架
、
六维力传感器
、
第一驱动单元以及第二驱动单元；所述土槽与所述实验台架连接，所述土槽用于容置土壤样本；所述滑台沿水平方向与所述实验台架可活动地连接，所述导向架与所述滑台连接；所述升降架沿竖直方向与所述导向架可活动地连接，且位于所述土槽的上方；所述六维力传感器与所述升降架连接，且用于安装机器人的足端；所述第一驱动单元用于驱动所述滑台相对于所述实验台架活动，所述第二驱动单元用于驱动所述升降架相对于所述导向架活动
。2.
根据权利要求1所述的足地力学实验平台，其特征在于：所述第一驱动单元包括驱动电机
、
联轴器
、
丝杠以及滑块；所述驱动电机与所述实验台架连接，所述丝杠通过上述联轴器与所述驱动电机的输出端传动连接，所述滑块与所述滑台连接，且所述丝杠与所述滑块配合
。3.
根据权利要求2所述的足地力学实验平台，其特征在于：所述足地力学实验平台还包括第一位移传感器，所述第一位移传感器与所述滑台连接，所述第一位移传感器用于检测所述滑台相对于所述实验台架的运动
。4.
根据权利要求2所述的足地力学实验平台，其特征在于：所述足地力学实验平台还包括触动件以及两个限位开关；所述触动件与所述滑台连接；两个所述限位开关均与所述实验台架连接，且所述限位开关与所述驱动电机电连接，所述触动件用于触发所述限位开关，以使得所述驱动电机停止运行；其中，两个所述限位开关沿所述丝杠的延伸方向间隔布置，以限定所述滑台相对于所述实验台架活动的预设行程，且所述滑台在所述预设行程内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝兴安，姜杰，蒋刚，王倩，彭悦，唐忠，张晓霞，张颢曦，邹琴，刘俊，张川，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：