专利名称：一种足式机器人行走能力试验装置的制作方法
技术领域：
本发明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。
背景技术：
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的实用新型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的发明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。
发明内容
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，本发明提出了一种足式机器人行走能力试验装置。本发明包括支承架、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。本发明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，升降机构电机只需要较小的扭力就可以使滑动板发生移动，并进而使支承架发生俯仰偏转。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。由于本发明采取了上述技术措施，实现了转动机构的俯仰和横滚两种倾斜转动， 能够模拟出不同坡度和倾斜度的地形状态。当机器人在转动机构上行走时，如同通过了一段高低起伏的地段。本发明使用了滑轮机构与配重块，减少了丝杠机构和电机的受力，大幅度的提高了使用寿命。综上所述，本发明结构简单，主要使用丝杠传动和齿轮传动，成本低，容易实现。
图1为足式机器人行走能力试验装置的结构示意图。图2为转动机构的俯视图。图3为转动机构的内部结构示意图。图4为传动链条的结构示意图。图5为横滚机构的结构示意图。图6为横滚机构的侧视图。图7为滑动块的结构示意图。图8为转动块的结构示意图。图9为从动齿轮的结构示意图。图10为横滚机构电机与横滚机构电机减速箱的结构示意图。图11为升降机构与支撑箱体的侧视图。
图12为升降机构的结构示意图。图13为升降机构零件的结构示意图。图14为滑动板的结构示意图。图15为偏转件的结构示意图。图中1.支承架 2.移动面板3.支撑基座 4.支撑箱体 5.滚轴6.链轮 7.传动链条速箱输出轴支架 8.传动链条导轨 9.流利轮 10.减11.安装板 12.转动机构电机动块 13.水平导轨 14.滑动块 15.转
动块16.第一俯仰轴 17.齿轮轴 18.从动齿轮 19横
滚机构电机20.横滚机构电机减速箱 21.竖直导轨 22.滑动板 23.丝
杠螺母24.丝杠 25.升降机构电机 26.偏转件 27.第二俯仰轴 28.转
动连接件29 横滚轴 30.滑轮 31.配重块 32.钢缆 33.主
动齿轮34.转动机构电机减速箱 35.从动齿轮支架 36.转动块卡箍座 37.钢
缆连接环38.偏转件卡箍座
具体实施例方式如图1所示。本实施例是一种足式机器人行走能力试验装置，包括支承架1、转动机构、支撑基座3、支撑箱体4、横滚机构和升降机构。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，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观连接；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 一个立面两侧竖直的固定有竖直导轨21，丝杠M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升降机构电机25，并且该电机的位置与丝杠24 对应；支撑箱体4上端板上表面两侧共安装有四个滑轮30。如图2至图4所示，转动机构包括移动面板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；位于支撑基座3 —侧的滚轴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。如图5至图10所示，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 通过转动块卡箍座36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的两端为阶梯状，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18的传动比为6。如图11至图14所示，升降机构包括竖直导轨21、滑动板22、丝杠24、升降机构电机25、偏转件沈、第二俯仰轴27、转动连接件观、钢缆32、横滚轴四、配重块31和滑轮30 ； 第二俯仰轴27通过偏转件卡箍座38固定在偏转件沈上；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的两端为阶梯状，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M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M的轴承架内；横滚轴四穿过转动连接件观，一端装入偏转件沈上的轴承孔内。所述的升降机构电机25、横滚机构电机19和转动机构电机12均采用伺服电机。如图1所示。支承架1为矩形框架结构，由四根矩形钢构成，四角各使用两个加强筋。支承架1的一对长边之间有加固钢梁。支承架1的一对短边，即支承架1的两端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观连接。支承架1两端的矩形钢上有连接孔。在支承架1两端的框架内有滚轴5的轴承架，该轴承架对称的分布在支承架 1长边上。在支承架1的一根长边的矩形钢上，有贯穿的轴孔，用以安装转动机构电机减速箱34的输出轴，该轴孔与位于支撑基座3 —端的轴承架同心。如图2至图4所示，转动机构的结构特征与跑步机的跑步台的结构特征相似。转动机构包括移动面板2、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。如图2所示，滚轴5有两根，滚轴5的两端分别安装在支承架1上的轴承架上的轴承内。转动机构电机减速箱34固定在支承架1 一侧，即长边的槽型钢上，并且转动机构电机减速箱34的输出轴穿过槽型钢上的轴孔，与位于支撑基座3 —侧的滚轴5的一端连接。 转动机构电机12安装在转动机构电机减速箱34上，其输出轴与转动机构电机减速箱34的输入轴连接。如图2和图3所示，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。两根传动链条导轨8分别位于支承架1内两侧，并被固定在支承架1的加固钢梁上。如图4所示，传动链条7采用昆山牧云链条有限公司生产的侧弯链。在传动链条7 的与支承架1相邻一侧的外侧接头上，有与传动链条导轨8配合的滚轮。靠近支承架1长度方向中心线一侧的内侧接头的上表面有支板。在传动链条7的支板上固定有移动面板2 的安装板11。该安装板11的高度应使传动链条7安装到链轮6上后，该安装板11上表面与流利轮9的上表面平齐。移动面板2为矩形板条，有若干块。移动面板2的两端均有安装孔，分别被固定在传动链条7的支板上的安装板11上。当传动链条7转动时，移动面板2随传动链条7 —同转动。在支承架1内，沿支承架1的长度方向安装有若干流利轮9，并且所述的流利轮9 位于移动面板2下方，被安装在支承架1的加固钢梁上。本实施例中，两根滚轴5同一侧的两个链轮6处于同一平面上，传动链条7与两链轮6相啮合。传动链条导轨8为凹槽形钢件，固定在支承架1上，传动链条7沿着传动链条导轨8移动。流利轮9的顶端与移动面板2相接触，使移动面板2能够支撑较大重量的物体。转动机构电机12采用伺服电机，其输出轴通过转动机构电机减速箱34与滚轴5连接， 从而带动滚轴5转动，并进而带动移动面板2的平动，形成移动的平面。所述的转动机构电机减速箱；34采用直角行星减速箱。如图5至图10所示，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。如图7所示，滑动块14有两个，分别安装在支撑基座3表面两侧的水平导轨13上。 滑动块14的上表面固定有第一俯仰轴16的轴承架。两个滑动块14之间通过连接板连接并加固。如图8所示，转动块15包括减速箱输出轴支架10和从动齿轮支架35。从动齿轮支架35为“凹”字形，在从动齿轮支架35凹槽内中心处固定有齿轮轴17的支撑块，该支撑块中心有贯通该支撑块和从动齿轮支架35凹槽槽底的轴承孔，齿轮轴17安装在该轴承孔内。在从动齿轮支架35中心的轴承孔两侧，有安装转动块卡箍座36的通孔。减速箱输出轴支架10亦为“凹”字形，被固定在从动齿轮支架35 —侧槽壁板的外表面上。减速箱输出轴支架10凹槽内中心处有贯通的输出轴孔，用于安装减速箱输出轴。支撑基座3为一矩形框架，用槽型钢焊接而成。在支撑基座3上表面两侧分别固定有一根水平导轨13，并且两侧的水平导轨13相互平行。如图5、图6和图10所示，横滚机构电机19的输出轴与横滚机构电机减速箱20的输入轴固定连接。横滚机构电机减速箱20固定在转动块15的减速箱输出轴支架10上，并且横滚机构电机减速箱20的输出轴穿过转动块15上的输出轴孔。在横滚机构电机减速箱 20的输出轴上安装有主动齿轮33，与从动齿轮18相啮合。主动齿轮33与从动齿轮18的传动比为6。在从动齿轮18的齿轮盘面上有贯通的连接孔。所述的横滚机构电机减速箱 20采用直角行星减速箱。如图7至图9所示，第一俯仰轴16的两端为阶梯状，被安装在位于滑动块14上表面的轴承架内。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上的从动齿轮支架35的凹槽槽底的轴承孔内。如图8所示，转动块卡箍座36为块状，其表面有第一俯仰轴16的安装槽。转动块卡箍座36位于从动齿轮支架35凹槽槽底外表面，通过该槽底的通孔固装在从动齿轮支架 35上。第一俯仰轴16置于转动块卡箍座36内，并通过卡箍固紧。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。当横滚机构电机19作正向和反向转动时，通过横滚机构电机减速箱20和主动齿轮33带动从动齿轮18作正向和反向转动，进而带动与从动齿轮18固连的支承架1沿自身长度方向的中心线作摆动，实现了支承架1的横滚运动。
如图11至图14所示，升降机构包括竖直导轨21、升降机构电机25、滑动板22、丝杠对、偏转件沈、第二俯仰轴27、转动连接件观、钢缆32、横滚轴四、配重块31和滑轮30。如图1和图11所示，支撑箱体4为用钢板制成的箱式结构。支撑箱体4的一个立面为垂直立面，在该立面两侧的框架上均固定有横截面为“工”字形的竖直导轨21。在支撑箱体4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M的轴承架，并且上端板和底板的轴承架同心。在支撑箱体4上端板板面的两侧有滑轮座的安装孔，在支撑箱体 4上端板板面前缘中部有升降机构电机25的安装孔。所述的升降机构电机25采用伺服电机。如图12至图14所示，滑动板22用矩形钢板制成。在滑动板22的外表面上的两侧均固定有第二俯仰轴27的轴承架；在滑动板22的内表面上的两侧均固定有与竖直导轨 21配合的竖直导轨滑块；在滑动板22的内表面的上边缘处固定有两个钢缆连接环37，并且该钢缆连接环37位于两个竖直导轨滑块之间；在滑动板22的内表面的下边缘中心处，固定有丝杠螺母23，丝杠M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M的轴承架内。如图13和图15所示，偏转件沈为“凹”字形，在偏转件沈凹槽内中心处固定有横滚轴四的支撑块，该支撑块中心有贯通该支撑块和偏转件26凹槽槽底的轴承孔，横滚轴 29安装在该轴承孔内。在偏转件沈中心的轴承孔两侧，有安装偏转件卡箍座38的通孔。 偏转件卡箍座38为块状，其表面有第二俯仰轴27的安装槽，第二俯仰轴27的两端为阶梯状。如图13所示，转动连接件观亦为“凹”字形，在转动连接件观中心有横滚轴四的安装孔。横滚轴四穿过转动连接件观，一端装入偏转件沈凹槽槽底的轴承孔内，另一端与转动连接件观上的安装孔干涉配合。在转动连接件观上的横滚轴四安装孔两侧有用于连接支承架1的连接孔。安装时，将滑动板22通过滑块安装在竖直导轨21上。将第二俯仰轴27装入偏转件卡箍座38内，并通过卡箍固紧。将第二俯仰轴27的两端装入位于滑动板22的外表面上两侧的轴承架内。将转动连接件观通过横滚轴四与偏转件26连接。支承架1安装在转动连接件观上。钢缆32有两根，一端固定在滑动板22的内表面的上边缘处的钢缆连接环 37上，钢缆32的另一端通过位于支撑箱体4上端板板面上的滑轮30置于支撑箱体4的箱体内，并吊装有配重块31。升降机构电机25安装在支撑箱体4上端板的上表面，其输出轴与丝杠M相连。本实施例中，支撑箱体4的顶部的升降机构电机25带动丝杠M旋转，进而通过杠套23带动滑动板22沿着竖直导轨21上下滑动。滑动板22通过第二俯仰轴27与偏转件 26相连，偏转件沈通过横滚轴四与转动连接件观，转动连接件观与支承架1固连。所以滑动板22沿着竖直导轨21上下滑动，能够带动支承架1产生俯仰偏转。
权利要求
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G)、升降机构和横滚机构；支撑基座C3)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08)连接；支撑基座( 上表面固定有一对相互平行的水平导轨(1 ；支撑箱体(4) 一个立面两侧固定有竖直导轨(21)，丝杠04)位于两个竖直导轨之间，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04)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( 、两根滚轴( 、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(1 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( 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OO)；第一俯仰轴(16)固定在转动块(1 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(1 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(1 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OO)的输出轴上；横滚机构电机减速箱OO)与横滚机构电机(19)连接；主动齿轮(3 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(M)、偏转件( )、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06)上；在滑动板0 的外表面上固定有第二俯仰轴(XT)的轴承架，第二俯仰轴(XT)安放在所述的第二俯仰轴(XT)的轴承架内；滑动板0 通过竖直导轨滑块安装在竖直导轨上；在滑动板0 的内表面固定有丝杠螺母(23)，丝杠04)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04)的轴承架内；横滚轴09)穿过转动连接件( )，一端装入偏转件06)上的轴承孔内；配重块(31) 通过钢缆(3 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。
2.如权利要求1所述一种足式机器人行走能力试验装置，其特征在于，滚轴( 的轴承架对称的分布在支承架(1)长边上；在支撑箱体(4)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04)的轴承架，并且上端板和底板的轴承架同心。
3.如权利要求1所述一种足式机器人行走能力试验装置，其特征在于，在支撑箱体(4) 上端板板面的两侧有滑轮座的安装孔，在支撑箱体(4)上端板板面前缘中部有俯仰电机(25)的安装孔；配重块(31)通过滑轮(30)上的钢缆(32)吊装在支撑箱体⑷内。
4.如权利要求1所述一种足式机器人行走能力试验装置，其特征在于，两根传动链条导轨⑶分别位于支承架⑴内两侧，并被固定在支承架⑴的加固钢梁上。
5.如权利要求1所述一种足式机器人行走能力试验装置，其特征在于，所述的转动块 (15)包括减速箱输出轴支架(10)和从动齿轮支架(3 ；在从动齿轮支架(3 中心处固定有齿轮轴(17)的支撑块，该支撑块中心有贯通该支撑块和从动齿轮支架(3 凹槽槽底的轴承孔；在从动齿轮支架(3 中心的轴承孔两侧，有安装转动块卡箍座(36)的通孔；减速箱输出轴支架(10)被固定在从动齿轮支架(3 —侧槽壁板的外表面上；减速箱输出轴支架(10)中心处有贯通的输出轴孔；横滚机构电机减速箱00)的输出轴穿过减速箱输出轴支架(10)上的输出轴孔，安装有主动齿轮(3 ；在从动齿轮(18)的齿轮盘面上有贯通的连接孔。
6.如权利要求1所述一种足式机器人行走能力试验装置，其特征在于，在滑动板02) 的内表面的上边缘处固定有钢缆连接环(37)。
7.如权利要求1所述一种足式机器人行走能力试验装置，其特征在于，在偏转件06) 凹槽内中心处固定有横滚轴09)的支撑块，该支撑块中心有贯通该支撑块和偏转件06) 凹槽槽底的轴承孔；在偏转件06)中心的轴承孔两侧，有安装偏转件卡箍座(38)的通孔; 在转动连接件08)中心有横滚轴09)的安装孔；在转动连接件08)上的横滚轴09)安装孔两侧有用于连接支承架(1)的连接孔。
8.如权利要求5和7所述一种足式机器人行走能力试验装置，其特征在于，所述的转动块卡箍座(36)和偏转件卡箍座(38)为块状，其表面有轴的安装槽。
全文摘要
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。
文档编号G01M99/00GK102156054SQ20111006717
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者冯华山, 李军, 王润孝, 秦现生, 苗新聪, 谭小群 申请人:西北工业大学