一种用于多足机器人不同模拟坡道的检测装置的制作方法

本发明涉及多足机器人，具体涉及一种用于多足机器人不同模拟坡道的检测装置。

背景技术：

1、多足机器人是指具有四条及以上步行腿、依靠各条步行腿交替支撑与摆动实现移动的机器人，包括但不限于四足机器人、六足机器人、八足机器人及仿生多足爬行机器人。模拟坡道则是在实验室或检测场地内搭建的、用于模拟现实中斜坡地形的检测平台，其倾角可在设定范围内调整。现有的多足机器人检测装置具有如下缺陷：

2、（1）现有测试坡道、测试楼梯均为固定角度的设施，一种设施只能模拟一种坡度；若需覆盖多种坡度的检测需求，必须搭建多台不同角度的固定设施，占地面积大、建设成本高、检测效率低。

3、（2）连续坡道与离散台阶（楼梯）是两类典型的非结构化地形，现有设施功能单一，同一台设施无法兼容坡道与楼梯两种检测场景，更无法在同一台设施上同步形成两种地形进行对比检测。

4、（3）现有设施的路面与坡体固定为一体，路面摩擦系数不可改变，无法模拟湿滑、光滑、粗糙等不同附着条件下多足机器人的通过能力，检测场景覆盖不全。

5、（4）少数可调整体倾角的楼梯类设施在改变倾角时，各级台阶的踏面随楼梯整体一起倾斜，与真实楼梯中台阶踏面始终保持水平的特征不符，机器人在倾斜踏面上的受力与步态均不同于真实楼梯，导致检测结果失真。

6、（5）由于检测条件不统一、不可复现，不同时间、不同场地获得的多足机器人地形通过能力数据无法横向对比，难以形成标准化的检测结果，无法支撑多足机器人的研发验证、产品选型与出厂验收。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种用于多足机器人不同模拟坡道的检测装置。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于多足机器人不同模拟坡道的检测装置，包括模拟楼梯调整装置、上平台、可更换路面坡道调整装置和液压升降装置；所述液压升降装置连接于所述上平台并可驱动上平台上下升降；所述上平台的一侧铰接于所述模拟楼梯调整装置的上端，另一侧铰接于所述可更换路面坡道调整装置的上端；

4、所述模拟楼梯调整装置包括两侧的支撑长杆以及两侧的支撑长杆之间的多个楼梯脚踏面；两侧的支撑长杆的长度相等且相互平行，各个楼梯脚踏面的横向长度相等且相互平行，并且各个楼梯脚踏面的两端均可轴向转动地连接于两侧的支撑长杆；

5、所述可更换路面坡道调整装置包括调整坡道和铺设在调整坡道上表面的可更换路面，所述调整坡道的上端与所述上平台的另一侧铰接，所述可更换路面与所述调整坡道可拆卸地固定。

6、进一步地，所述液压升降装置采用剪叉式液压升降平台。

7、进一步地，所述模拟楼梯调整装置上设有磁吸数显倾角仪一，所述磁吸数显倾角仪一用于实时反馈模拟楼梯调整装置当前的角度。

8、进一步地，所述可更换路面坡道调整装置上安装有磁吸数显倾角仪二，磁吸数显倾角仪二用于实时采集可更换路面坡道调整装置的当前角度。

9、本发明还提供一种利用上述检测装置的方法，包括如下步骤：

10、s1、根据检测任务确定目标地形和目标倾角，目标地形为楼梯或坡道，分别对应模拟楼梯调整装置或可更换路面坡道调整装置；如果目标地形是坡道，还需要进一步确定目标路面摩擦系数，并将具有目标摩擦系数的可更换路面铺设并固定于调整坡道上；

11、s2、角度调整：当模拟楼梯调整装置或可更换路面坡道调整装置达到目标倾角时，液压升降装置停止动作并自锁；

12、s3、检测执行：将多足机器人置于地面，控制多足机器人沿模拟楼梯调整装置或可更换路面坡道调整装置向上平台行走，记录其通过时间、步态连续性、足端打滑次数、机身姿态变化及是否发生跌倒、卡滞、停顿；

13、s4、能力评定：逐级增大目标倾角并重复步骤s2～s3，确定多足机器人能够稳定通过的最大楼梯倾角或最大坡度。

14、上述方法的步骤s4中，在可更换路面坡道调整装置上进行检测时，通过更换不同摩擦系数的可更换路面并重复步骤s2-s3，获得多足机器人在“坡度×摩擦系数×地形类型”的不同组合场景下的通过能力，形成标准化检测结果。

15、本发明的有益效果在于：

16、（1）一机多用，显著降低检测成本：本发明的检测装置集成倾角可调的模拟楼梯与路面可更换的模拟坡道，替代了按不同坡度、不同路面分别搭建的多台固定设施的方案，可以大幅节省场地占用与建设成本，提高检测效率，解决了多足机器人在不同场景条件下的活动能力检测问题。

17、（2）楼梯模拟真实，检测数据不失真：本发明的模拟楼梯调整装置可以保证各级台阶脚踏面在任意倾角下始终与地面平行，与真实楼梯几何特征一致，消除了踏面倾斜带来的检测误差。

18、（4）附着条件覆盖全面：本发明可以实现0.1～0.8摩擦系数范围内的多种可更换路面与倾角调整组合，覆盖从湿滑到粗糙的典型路面附着条件，可全面评估多足机器人的防滑与通过能力。

19、（5）检测结果标准化、可对比：利用本发明可以实现检测条件统一、过程可重复的多足机器人检测，使不同型号、不同批次多足机器人的地形通过能力数据可量化、可横向对比，为多足机器人的研发验证、产品选型与出厂验收提供标准化检测手段。

1.一种用于多足机器人不同模拟坡道的检测装置，其特征在于，包括模拟楼梯调整装置、上平台、可更换路面坡道调整装置和液压升降装置；所述液压升降装置连接于所述上平台并可驱动上平台上下升降；所述上平台的一侧铰接于所述模拟楼梯调整装置的上端，另一侧铰接于所述可更换路面坡道调整装置的上端；

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述液压升降装置采用剪叉式液压升降平台。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述模拟楼梯调整装置上设有磁吸数显倾角仪一，所述磁吸数显倾角仪一用于实时反馈模拟楼梯调整装置当前的角度。

4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述可更换路面坡道调整装置上安装有磁吸数显倾角仪二，磁吸数显倾角仪二用于实时采集可更换路面坡道调整装置的当前角度。

5.一种利用权利要求1-4任一所述检测装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤s4中，在可更换路面坡道调整装置上进行检测时，通过更换不同摩擦系数的可更换路面并重复步骤s2-s3，获得多足机器人在“坡度×摩擦系数×地形类型”的不同组合场景下的通过能力，形成标准化检测结果。