[发明专利]一种用于腿足式机器人单腿的多用途测试平台

说明书

本发明公开了一种用于腿足式机器人单腿的多用途测试平台，该测试平台主要包括腿足固定装置、运动导向装置、腿足加载装置、腿足运动限位装置、腿足传感装置以及测试平台支架。本发明通过改变固定安装点，可使得机器人单腿便捷地在静态固定、垂向跳跃运动、纵向行走运动间切换，集成了单腿静态测试、跳跃测试和行走测试等多用途测试条件。试验时利用测试平台内建传感器系统可获得机器人单腿受力和位移信息，有效提升试验效率。同时可自由调整单腿载荷和路面地形，获得更好的试验效果。本发明通用于各类机器人腿足结构，标准零部件占比高，成本低且易于搭建；可在腿足式机器人开发前期对腿足结构及其性能进行快速测试和验证。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种用于腿足式机器人单腿的多用途测试平台。

背景技术

腿足式机器人是一种使用腿足式结构运动的机器人，其优势在于腿足式行走方式带来的跨越地形行走能力和灵活多变的运动能力，使得其在台阶、沟坎等复杂地形处仍可正常通过，并具有一定的障碍跨越能力。目前的腿足式机器人腿足结构多种多样，各类腿足系统的性能也有较大差异，已成为当前机器人领域的研究热点。在开发新型机器人腿足结构时，由于开发周期通常较长，且关节驱动单元等核心零部件制造成本较大，将多腿足机器人样机完整制造后进行测试的方法虽然更为接近机器人的实际运行工况，但试验周期长且试错成本高，因此在腿足式机器人开发过程中，会在实际制造完整样机之前，首先搭建出机器人的一条单腿用于测试，从而以较低的成本完成对于机器人最关键的腿足系统的测试和验证，保证最终机器人的性能和结构可靠。用于腿足式机器人单腿测试任务的试验台，须具备腿足关节驱动模块性能测试、腿足跳跃测试、腿足行走测试等功能，并具有一定的多种腿足结构测试通用性。同时由于腿足式机器人运动时的地面地形条件和上身负载状况对腿足运动影响较大，需要测试平台具备模拟地形和腿足负载的能力。

中国专利号CN106768938A公开的一种腿式机器人单腿性能测试实验平台，具有纵向和高度手动调节功能，并通过杠铃片调节腿部负载。该测试平台可以实现机器人单腿的静态加载试验，但该结构无法适用于诸如跳跃、行走等动态试验条件，且该试验台的加载机构较为薄弱，难以实现重载下的单腿试验。

中国专利号CN109186977A公开的一种用于足式机器人单腿的分层式三自由度试验台，采用龙门架固定机器人单腿，并通过分层式加载装置，在三个自由度上对足部进行加载。该测试平台可实现机器人单腿在三个自由度上的加载，但由于单腿上部为固定连接，同样无法适用于诸如跳跃、行走等动态试验条件，且该试验台从足部对单腿进行加载的方式与机器人实际行走时的情况不同，难以反映真实的试验结果。

中国专利号CN209387312U公开的一种腿足式机器人单腿运动测试装置，利用滑轮机构抵消单腿载荷，并在下方设置地形模拟物模拟实际地形。该测试平台可实现机器人单腿在两个自由度方向上的运动试验，但试验模拟的是单腿无负载或轻负载的条件，且单腿跳跃时，绳的柔性将难以完全保证单腿的负载被滑轮机构抵消，从而影响试验的准确性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于腿足式机器人单腿的多用途测试平台。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于腿足式机器人单腿的多用途测试平台，所述测试平台包括腿足固定装置、运动导向装置、腿足加载装置、腿足运动限位装置、腿足传感装置以及测试平台支架。腿足固定装置用于将机器人单腿固定于测试平台的运动导向装置上，按照测试需求随运动导向装置运动，并保证单腿在测试过程中不松脱。运动导向装置用于实现机器人单腿在特定自由度上的运动，限制其它运动自由度，并保证单腿在测试过程中的运动稳定不卡顿。腿足加载装置用于对机器人单腿进行有负载条件下的运动试验，并具备加载重量调节的功能。腿足运动限位装置用于限制机器人单腿在各自由度方向上的运动行程，确保试验安全。腿足传感装置用于机器人单腿运动试验的启停和运动过程中的控制，并采集试验过程中的传感器数据。测试平台支架为整个平台的基本框架，用于安装和连接其它装置，并保证平台在试验过程中的结构强度。