一种足式机器人行走能力试验装置，支撑基座和支撑箱体位于支承架的两端；转动机构安置在支承架上，横滚机构安置在支撑基座上，升降机构安置在支撑箱体上。横滚机构电机通过横滚机构电机减速箱和主动齿轮带动从动齿轮转动，进而使支承架做出横滚偏转。升降机构的滑动板沿支撑箱体上的竖直导轨上下滑动，带动支承架产生俯仰偏转。转动机构通过电机带动滚轴转动，并进而带动移动面板的平动，形成移动的平面。使用时，通过控制各个电机的转动，支承架可以同时做出俯仰偏转和横滚偏转。转动机构固定在支承架之上，也能够做出俯仰偏转和横滚偏转，实现对全地形的模拟，以测试足式机器人的行走性能，并具有结构简单，成本低的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械设计与制造技术及实验设备领域，具体是一种用于测试足式机器人的试验装置。
技术介绍
目前，还没有专门用于足式机器人行走能力的测试装置，一般是采用跑步机、链板输送机或皮带输送机作为实验平台来进行相关的测试。在公告号为CN2564193Y的技术专利中公开了一种可调整倾角的跑步机。该跑步机主要由跑步台和支撑基座组成，其特征在于支撑基座设有直立的左支臂和右支臂。跑步台架设于左支臂和右支臂间。左支臂和右支臂内分别有一直立的螺杆。该跑步台架位于左支臂和右支臂一端的两个角上，分别设置有一个螺套，两螺套分别与两个螺杆相啮合。两螺杆与一驱动机构连接，而被驱动机构同步带动，借由驱动机构同步驱动两个螺杆转动，使两个螺杆带动跑步台的连结端升降，以调整跑步台倾斜的角度。跑步台的另一端安装轮子，并接地。当螺杆带动跑步台的一端升降时，另一端通过轮子在水平地面上移动。其缺点在于1、只能实现俯仰方向的倾斜，无法实现横滚方向的倾斜。若使用该种结构的装置来测试机器人，则无法实现对于全地形的模拟。2、仅通过螺杆传动来使跑步台发生倾斜转动，跑步台与机器人或跑步者的重量全部集中在螺杆上，需要较大的驱动力，并且容易磨损。在公告号为CN1425481A的专利技术专利中公开了一种具有地形仿真功能的跑步机。 该跑步机包括跑步台与支撑基座，跑步台置于基座之上，两者之间由姿态调整装置相连。姿态调整装置为四个受控支撑装置，设置在基座之上，并支撑住跑步台的四角。受控支撑装置是一种液压驱动的可伸缩机构，与基座和跑步台之间采用无方向性旋转的球接头进行连接。通过控制，四个受控支撑装置的长度发生相应的变化，从而使跑步台实现俯仰倾斜和横滚倾斜的动作，可以对全地形进行模拟。其缺点在于1、跑步台、受控支撑装置和基座之间形成一种平行四边形结构，以这种结构实现倾斜偏转会很不稳定。2、受控支撑装置需要支撑跑步台，为保持稳定性和可靠性，无法做的很长，长度的变化幅度小。跑步台整体的俯仰偏转和横滚偏转的幅度较小，用于机器人的测试时，不能模拟坡度较大的地形。
技术实现思路
为克服现有技术中存在平行四边形结构实现倾斜偏转时不稳定、不能模拟坡度较大的地形的不足，本专利技术提出了一种足式机器人行走能力试验装置。本专利技术包括支承架、转动机构、支撑基座、支撑箱体、升降机构和横滚机构；支撑基座和支撑箱体位于支承架的两端；转动机构安置在支承架上，横滚机构安置在支撑基座上， 升降机构安置在支撑箱体上；其中，a.支承架两端的框架分别与横滚机构中的从动齿轮和升降机构中的转动连接件连接；支撑基座上表面固定有一对相互平行的水平导轨；支撑箱体一个立面两侧固定有竖直导轨，丝杠位于两个竖直导轨之间，并与支撑箱体高度的对称线重合；支撑箱体上端板板面上安装有俯仰电机，并且该电机的位置与丝杠对应；支撑箱体上端板上表面两侧安装有滑轮。b.转动机构包括若干块移动面板、两根滚轴、链轮、传动链条、传动链条导轨、流利轮、安装板、转动机构电机减速箱和转动机构电机；滚轴分别位于支承架内两端，与支承架的两个短边平行；位于支撑箱体一端的滚轴的一端通过转动机构电机减速箱与转动机构电机连接；四个链轮分别安装在滚轴的两端，传动链条安装在链轮上，并在传动链条导轨内运动；移动面板分别被固定在传动链条的支板上的安装板上；流利轮位于移动面板下方，并被安装在支承架的加固钢梁上。c.横滚机构包括滑动块、转动块、第一俯仰轴、齿轮轴、主动齿轮、从动齿轮、横滚机构电机和横滚机构电机减速箱；第一俯仰轴固定在转动块上；滑动块的上表面固定有第一俯仰轴的轴承架，第一俯仰轴的两端安放在所述的第一俯仰轴的轴承架内；齿轮轴的一端与从动齿轮连接，并且两者之间为干涉配合；齿轮轴的另一端安装在转动块上的轴承孔内；第一俯仰轴与齿轮轴的轴线处于同一水平面，并且相互垂直，当从动齿轮随支承架作俯仰运动时，通过转动块带动第一俯仰轴作俯仰运动；主动齿轮安装在横滚机构电机减速箱的输出轴上；横滚机构电机减速箱与横滚机构电机连接；主动齿轮与从动齿轮的传动比为 6。d.升降机构包括竖直导轨、滑动板、丝杠、偏转件、第二俯仰轴、转动连接件、钢缆、 横滚轴、配重块和滑轮；第二俯仰轴固定在偏转件上；在滑动板的外表面上固定有第二俯仰轴的轴承架，第二俯仰轴安放在所述的第二俯仰轴的轴承架内；滑动板通过竖直导轨滑块安装在竖直导轨上；在滑动板的内表面固定有丝杠螺母，丝杠穿过该丝杠螺母，两端安装在位于支撑箱体上端板和底板的边沿上的丝杠的轴承架内；横滚轴穿过转动连接件，一端装入偏转件上的轴承孔内；配重块通过钢缆被吊装在支撑箱体的箱体内。e.所述的俯仰电机、横滚机构电机和转动机构电机均采用伺服电机。所述的滚轴的轴承架对称的分布在支承架长边上；在支撑箱体上端板和底板的边沿上有凸出该上端板和底板边沿的丝杠的轴承架，并且上端板和底板的轴承架同心。在支撑箱体上端板板面的两侧有滑轮座的安装孔，在支撑箱体上端板板面前缘中部有俯仰电机的安装孔；配重块通过滑轮上的钢缆吊装在支撑箱体内。所述的两根传动链条导轨分别位于支承架内两侧，并被固定在支承架的加固钢梁上。所述的转动块包括减速箱输出轴支架和从动齿轮支架；在从动齿轮支架中心处固定有齿轮轴的支撑块，该支撑块中心有贯通该支撑块和从动齿轮支架凹槽槽底的轴承孔； 在从动齿轮支架中心的轴承孔两侧，有安装转动块卡箍座的通孔；减速箱输出轴支架被固定在从动齿轮支架一侧槽壁板的外表面上；减速箱输出轴支架中心处有贯通的输出轴孔； 横滚机构电机减速箱的输出轴穿过减速箱输出轴支架上的输出轴孔，安装有主动齿轮；在从动齿轮的齿轮盘面上有贯通的连接孔。所述的滑动板的内表面的上边缘处固定有钢缆连接环。在偏转件凹槽内中心处固定有横滚轴的支撑块，该支撑块中心有贯通该支撑块和偏转件凹槽槽底的轴承孔；在偏转件中心的轴承孔两侧，有安装偏转件卡箍座的通孔；在转动连接件中心有横滚轴的安装孔；在转动连接件上的横滚轴安装孔两侧有用于连接支承架的连接孔。所述的转动块卡箍座和偏转件卡箍座为块状，其表面有轴的安装槽。本专利技术的支撑基座顶部设置两根水平导轨，每根导轨上设置有可以沿水平方向滑动的滑动块。两个滑动块之间通过连接板连接并加固。转动块上固定有第一俯仰轴，通过第一俯仰轴与滑动块相连。从动齿轮上安装有齿轮轴，从动齿轮通过齿轮轴与转动块相连。 从动齿轮与支承架相固定。横滚机构电机固定在转动块上，横滚机构电机的输出轴通过横滚机构电机减速箱带动主动齿轮转动，主动齿轮与从动齿轮相啮合；从动齿轮转动，进而使支承架做出横滚偏转。支撑箱体正对着支承架的立面上设置有两根竖直导轨，竖直导轨上安装有可以沿导轨上下滑动的滑动板。滑动板通过第二俯仰轴与偏转件连接，偏转件通过横滚轴与转动连接件相连。转动连接件与支承架的一端相固定。支撑箱体上设置有竖直的丝杠，与滑动板上的丝杠螺母相啮合。丝杠由升降机构电机驱动，由丝杠的转动控制滑动板的上下移动。 支撑箱体的滑动板在丝杠的作用下向上移动，带动支承架的一端向上运动，支承架的另一端与支撑基座上的从动齿轮相连，带动滑动块沿水平方向滑动，从而使支承架产生仰角。支撑箱体的顶部设置有滑轮装置，在箱体的内部加装相应重量的配重块，配重块用钢缆经过顶部的滑轮与滑动板上的钢缆连接环相连，形成一种平衡的状态。这样，可以减小丝杠的受力本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种足式机器人行走能力试验装置，其特征在于，包括支承架（１）、转动机构、支撑基座（３）、支撑箱体（４）、升降机构和横滚机构；支撑基座（３）和支撑箱体（４）位于支承架（１）的两端；转动机构安置在支承架（１）上，横滚机构安置在支撑基座（３）上，升降机构安置在支撑箱体（４）上；其中，ａ．支承架（１）两端的框架分别与横滚机构中的从动齿轮（１８）和升降机构中的转动连接件（２８）连接；支撑基座（３）上表面固定有一对相互平行的水平导轨（１３）；支撑箱体（４）一个立面两侧固定有竖直导轨（２１），丝杠（２４）位于两个竖直导轨（２１）之间，并与支撑箱体（４）高度的对称线重合；支撑箱体（４）上端板板面上安装有俯仰电机（２５），并且该电机的位置与丝杠（２４）对应；支撑箱体（４）上端板上表面两侧安装有滑轮（３０）；ｂ．转动机构包括若干块移动面板（２）、两根滚轴（５）、链轮（６）、传动链条（７）、传动链条导轨（８）、流利轮（９）、安装板（１１）、转动机构电机减速箱（３４）和转动机构电机（１２）；滚轴（５）分别位于支承架（１）内两端，与支承架（１）的两个短边平行；位于支撑箱体（４）一端的滚轴（５）的一端通过转动机构电机减速箱（３４）与转动机构电机（１２）连接；四个链轮（６）分别安装在滚轴（５）的两端，传动链条（７）安装在链轮（６）上，并在传动链条导轨（８）内运动；移动面板（２）分别被固定在传动链条（７）的支板上的安装板（１１）上；流利轮（９）位于移动面板（２）下方，并被安装在支承架（１）的加固钢梁上；ｃ．横滚机构包括滑动块（１４）、转动块（１５）、第一俯仰轴（１６）、齿轮轴（１７）、主动齿轮（３３）、从动齿轮（１８）、横滚机构电机（１９）和横滚机构电机减速箱（２０）；第一俯仰轴（１６）固定在转动块（１５）上；滑动块（１４）的上表面固定有第一俯仰轴（１６）的轴承架，第一俯仰轴（１６）的两端安放在所述的第一俯仰轴（１６）的轴承架内；齿轮轴（１７）的一端与从动齿轮（１８）连接，并且两者之间为干涉配合；齿轮轴（１７）的另一端安装在转动块（１５）上的轴承孔内；第一俯仰轴（１６）与齿轮轴（１７）的轴线处于同一水平面，并且相互垂直，当从动齿轮（１８）随支承架（１）作俯仰运动时，通过转动块（１５）带动第一俯仰轴（１６）作俯仰运动；主动齿轮（３３）安装在横滚机构电机减速箱（２０）的输出轴上；横滚机构电机减速箱（２０）与横滚机构电机（１９）连接；主动齿轮（３３）与从动齿轮的传动比为６；ｄ．升降机构包括竖直导轨（２１）、滑动板（２２）、丝杠（２４）、偏转件（２６）、第二俯仰轴（２７）、转动连接件（２８）、钢缆（３２）、横滚轴（２９）、配重块（３１）和滑轮（３０）；第二俯仰轴（２７）固定在偏转件（２６）上；在滑动板（２２）的外表面上固定有第二俯仰轴（２７）的轴承架，第二俯仰轴（２７）安放在所述的第二俯仰轴（２７）的轴承架内；滑动板（２２）通过竖直导轨滑块安装在竖直导轨（２１）上；在滑动板（２２）的内表面固定有丝杠螺母（２３），丝杠（２４）穿过该丝杠螺母（２３），两端安装在位于支撑箱体（４）上端板和底板的边沿上的丝杠（２４）的轴承架内；横滚轴（２９）穿过转动连接件（２８），一端装入偏转件（２６）上的轴承孔内；配重块（３１）通过钢缆（３２）被吊装在支撑箱体（４）的箱体内；ｅ．所述的俯仰电机（２５）、横滚机构电机（１９）和转动机构电机（１２）均采用伺服电机。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李军，苗新聪，秦现生，王润孝，冯华山，谭小群，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87
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