机器人底盘驱动测试试验台及测试方法与流程

本发明涉及性能检测领域，具体地，涉及一种机器人底盘驱动测试试验台及测试方法。

背景技术：

机器人底盘驱动，是机器人行走部件，包含底盘结构、驱动电机、驱动板、电源板等。其基本工作原理是上位机(计算机)给定移动指令，通过驱动板计算，驱动电机工作，从而完成机器人室内行走。目前底盘驱动测试大都是整机出来后实际地形测试，这样产品开发时间长，且典型地形电机工作点数据无法捕获，电机驱动能力、效率、底盘的续航能力等都无法预知和设计评估。特别是驱动轮电机作为机器人底盘驱动关键部件，其动力性能及可靠性决定机器人移动整体性能，模拟驱动电机在路面行驶的真实情况，从而测试机器人整体运行性能。鉴于此针对机器人底盘驱动系统，采用划分模块来完成底盘测试、试验。对缩短新产品开发时间，底盘个功能单元测试、评估、优化；产品平台搭建，可靠性测试，都有重要意义。

因此有必要研发一种检测机器人驱动电机性能的机器人底盘驱动测试试验台及测试方法。

技术实现要素：

根据本发明的一方面提出了一种机器人底盘驱动测试试验台，对底盘驱动系统测试、评估、优化、可靠性提供测试及试验台架，建立底盘综合测试系统。

为了实现上述目的，本发明提出了一种机器人底盘驱动测试试验台，包括：

电机性能测试单元，所述电机性能测试单元包括：第一测功机及第一传动装置，所述第一测功机连接所述第一传动装置的一端，使用时待测电机的输出轴连接于所述传动装置的另一端；

地形测试单元，所述地形测试单元包括：第二测功机及第二传动装置；

其中，所述第二传动装置包括地形传动轴及地形套筒，所述地形传动轴的一端连接于所述第二测功机，所述地形套筒套设于所述地形传动轴，使用时待测电机与所述地形套筒相接触，待测电机能够带动所述地形套筒转动；

其中，所述地形套筒为多个，多个所述地形套筒的表面摩擦系数相同或不同：

处理单元，所述电机性能测试单元及所述地形测试单元通信连接于所述处理单元。

优选地，还包括第一台架底座，所述第一测功机及所述第一传动装置设置在所述第一机台架底座的台面上。

优选地，还包括待测电机安装座及连接法兰盘，待测电机安装座滑设于所述第一台架底座的台面上，所述连接法兰盘设置于所述待测电机安装座顶部，使用时待测电机的输出轴连接于所述第二传动装置，待测电机的另一端通过所述连接法兰盘固定在所述待测电机安装座上。

优选地，还包括第一电机驱动板，所述第一电机驱动板设置在所述第一台架底座的台面上，所述第一电机驱动板能够为待测电机供电。

优选地，还包括第二台架底座，所述第二测功机及所述第二传动装置固定在所述第二台架底座的台面上。

优选地，还包括固定座、丝杠滑块、压力传感器及手轮，所述固定座设置在所述第二台架底座的台面上，所述丝杠滑块设置于所述固定座的顶部，所述压力传感器设置在所述丝杠滑块的滑块上，通信连接于所述处理单元，所述手轮连接于所述滑块丝杠的丝杠，使用时待测电机固定在所述丝杠滑块，通过转动所述手轮能够带动待测电机靠近和/或远离所述地形套筒。

优选地，还包括第二电机驱动板，所述第二电机驱动板设置在所述第二台架底座的台面上，所述第二电机驱动板能够为待测电机供电。

优选地，还包括支撑板、从动地形传动轴及从动地形套筒，所述支撑板为多个，所述多个支撑板的一端固定在所述第二台架底座的台面上，另一端通过轴承支撑所述地形传动轴及所述从动地形传动轴，所述从动地形套筒套设在所述从动地形传动轴上。

根据本发明的一方面提出了一种机器人底盘驱动测试方法，其中所述机器人底盘驱动测试方法包括：

将待测电机的输出轴连接于第一传动装置，启动待测电机通过第一测功机获取待测电机的运动参数，并将运动参数发送至处理单元；

取下待测电机，并将待测电机输出轴连接于地形传动轴，待测电机与地形套筒相接触，启动待测电机，获取待测电机的地形模拟运动参数，并将地形模拟运动参数发送至处理单元；

优选地，还包括：将待测电机的输出端连接于第一传动装置，在所述第一电机驱动板上安装驱动电池，通过第一测功机获取驱动电池的续航能力信息及供电能力信息，并将所述续航能力信息及所述驱动能力信息发送至所述处理单元；将待测电机的输出端连接于所述第二传动装置，同时使待测电机与所述地形套筒相接触，在所述第二驱动板上安装驱动电池，通过所述第二测功机获取驱动电池在地形模拟情况下的地形模拟驱动能力信息及地形模拟供电能力信息，并将所述地形模拟驱动能力信息及所述地形模拟供电能力信息发送至所述处理单元；其中，所述获取待测电机的地形模拟运动参数，并将所述地形模拟运动参数发送至处理单元包括：通过更换多个地形套筒，同时待测电机与所述地形套筒相基础，获取多种地形状态下待测电机的地形模拟运动参数，并将所述地形模拟运动参数发送至处理单元。

本发明的有益效果在于：通过电机性能测试单元为待测电机常规规格参数测试，通过地形测试单元为待测电机进行实际运行参数测试，通过地形测试单元模拟简化机器人路面行驶环境，按实际运行参数测试机器人底盘性能。在没有样机的情况下，直接以驱动电机为试验对象，获得可靠的工况性能数据。针对不同的机器人底盘，调整工况参数，做到一台多能，完成底盘工况性能测试。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。

图1示出了根据本发明的一个实施例的机器人底盘驱动测试试验台结构示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的电机性能测试单元主视图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的电机性能测试单元俯视图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的电机性能测试单元左视图。

图5示出了根据本发明的一个实施例的地形测试单元主视图。

图6示出了根据本发明的一个实施例的地形测试单元俯视图。

图7示出了根据本发明的一个实施例的地形测试单元左视图。

附图标记说明：

1、第一台架底座；2、第一测功机；3、第一传动装置；4、待测电机；5、连接法兰盘；6、待测电机安装座；7、第一电机驱动板；8、第二台架底座；9、第二测功机；10、弹性联轴器；11、支撑板；12、地形套筒；13、地形传动轴；14、手轮；15、固定座；16、从动地形套筒；17、压力传感器；18、丝杠滑块；19、第二电机驱动板。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施方式1

根据本发明的一方面提供了一种机器人底盘驱动测试试验台，包括：

电机性能测试单元，电机性能测试单元包括：第一测功机及第一传动装置，第一测功机连接第一传动装置的一端，使用时待测电机的输出轴连接于传动装置的另一端；

地形测试单元，地形测试单元包括：第二测功机及第二传动装置；

其中，第二传动装置包括地形传动轴及地形套筒，地形传动轴的一端连接于第二测功机，地形套筒套设于地形传动轴，使用时待测电机与地形套筒相接触，待测电机能够带动地形套筒转动；

其中，所述地形套筒为多个，多个所述地形套筒的表面摩擦系数相同或不同：

处理单元，电机性能测试单元及地形测试单元通信连接于处理单元。

具体地，通过电机性能测试单元为待测电机常规规格参数测试，通过地形测试单元为待测电机进行实际运行参数测试，通过地形测试单元模拟简化机器人路面行驶环境，按实际运行参数测试机器人底盘性能。在没有样机的情况下，直接以驱动电机为试验对象，获得可靠的工况性能数据。针对不同的机器人底盘，调整工况参数，做到一台多能，完成底盘工况性能测试。

具体地，第一测功机可以由磁粉流测功机、直流电参数、测功机控制器、仪表控制系统柜及电机专用测试软件组成。系统采用了高精度的电量传感器和高精度的jc型转矩转速传感器。为待测电机精确测量各种等级的单相电机电压、电流、输入功率、转速、转矩、输出功率、效率等常规规格参数测试。

具体地，第二测功机可以为磁粉测功机，为待测电机进行实际运行参数测试，为待测电机提供性能试验的负载转矩，配合地形套筒表面摩擦力再现机器人行驶道路的阻力，使台架试验能真实反映机器人道路运行状况。

具体地，在地形传动轴上可同时套设多个地形套筒，套设在地形传动轴上的多个套筒的表面摩擦力相同或不同。

在一个示例中，还包括第一台架底座，第一测功机及第一传动装置设置在第一机台架底座的台面上。

在一个示例中，还包括待测电机安装座及连接法兰盘，待测电机安装座滑设于第一台架底座的台面上，连接法兰盘设置于待测电机安装座顶部，使用时待测电机的输出轴连接于第二传动装置，待测电机的另一端通过连接法兰盘固定在待测电机安装座上。

在一个示例中，还包括第一电机驱动板，第一电机驱动板设置在第一台架底座的台面上，第一电机驱动板能够为待测电机供电。

更优选地，第一传动装置为连接轴连杆。

具体地，通过电机性能测试单元，按待测电机规格书参数驱动待测电机转动，通过连接法兰盘、连接轴连杆将转速和扭矩传递给第一测功机；第一测功机通过扭矩传感器、编码器得到转速及扭矩参数，获取待测电机常规规格参数测试结果，最后电机性能测试单元将常规规格参数测试结果发送到处理单元。

在一个示例中，还包括第二台架底座，第二测功机及第二传动装置固定在第二台架底座的台面上。

在一个示例中，还包括固定座、丝杠滑块、压力传感器及手轮，固定座设置在第二台架底座的台面上，丝杠滑块设置于固定座的顶部，压力传感器设置在丝杠滑块的滑块上，通信连接于处理单元，手轮连接于滑块丝杠的丝杠，使用时待测电机固定在丝杠滑块，通过转动手轮能够带动待测电机靠近和/或远离地形套筒。

在一个示例中，还包括第二电机驱动板，第二电机驱动板设置在第二台架底座的台面上，第二电机驱动板能够为待测电机供电。

在一个示例中，还包括支撑板、从动地形传动轴及从动地形套筒，支撑板为多个，多个支撑板的一端固定在第二台架底座的台面上，另一端通过轴承支撑地形传动轴及从动地形传动轴，从动地形套筒套设在从动地形传动轴上。

更优选地，第二传动装置还包括弹性联轴器，弹性联轴器一端连接于第二测功机，另一端连接于地形传动轴。

具体地，地形测试单元，按机器人实际运行负载的工作点参数使待测电机转动；通过手轮调整丝杆滑块组件；使待测电机与从动地形套筒及地形套筒充分接触，接触参数以压力传感器读值和待测电机输出电流与实际地形采集参数向匹配为准，在负载不够的情况下，通过第二测功机施加负载固定值于地形传动轴；这样保证施加在待测电机的垂直负载与实际相符。多典型路况、长时间测试，既测试待测电机的可靠性，又测试了第二电机驱动板的续航及电流保护值等关键参数，获得实际运行参数测试结果。同时地形测试单元将实际运行参数测试结果发送至处理单元。

更优选地，为了更好的模拟机器人底盘的实际运行参数，便于检测两台待测电机同时运行的参数，在地形传动轴上套设两个地形套筒，在两个地形套筒两侧分别设置有支撑板通过轴承支撑地形传动轴，同时配备有两套固定座、丝杠滑块、压力传感器及手轮分别与两台待测电机相配合。

更优选地，还包括显示单元及存储单元，显示单元及存储单元通信连接于处理单元。在测量结束后处理单元将常规规格参数测试结果及实际运行参数测试结果发送中显示单元及存储单元，显示单元对测试结果进行显示，存储单元对测量结果进行存储方便查看。

实施例1：

图1示出了根据本发明的一个实施例的机器人底盘驱动测试试验台结构示意图。图2示出了根据本发明的一个实施例的电机性能测试单元主视图。图3示出了根据本发明的一个实施例的电机性能测试单元俯视图。图4示出了根据本发明的一个实施例的电机性能测试单元左视图。图5示出了根据本发明的一个实施例的地形测试单元主视图。图6示出了根据本发明的一个实施例的地形测试单元俯视图。图7示出了根据本发明的一个实施例的地形测试单元左视图。

如图1-7所示，该机器人底盘驱动测试试验台，包括：

电机性能测试单元，电机性能测试单元包括第一台架底座1、第一传动装置3，第一台架底座1的台面上设置有第一测功机2、待测电机安装座6及第一电机驱动板7，第一测功机2连接于第一传动装置3，待测电机安装座6顶部设置有连接法兰盘5。

地形测试单元，地形测试单元包括：第二台架底座8、第二传动装置，第二台架底座8的台面上设置有第二测功机9、支撑板11、固定座15及第二电机驱动板19；其中，第二传动装置包括地形传动轴13及地形套筒12，地形传动轴13的一端连接于第二测功机9，地形套筒12为两个，套设在地形传动轴13上，两个地形套筒12的摩擦系数相同，在地形套筒12两侧设置有支撑板11通过轴承支撑地形传动轴13，在台面上设置有两个固定座15，每个固定座15顶部设置有丝杠滑块18，丝杠滑块18的滑块上设置有压力传感器17，同时压力传感器17通信连接于处理单元，滑块丝杠18的丝杠一端连接有手轮14。

处理单元，电机性能测试单元及地形测试单元通信连接于处理单元。

其中，第二传动装置还包括弹性联轴器10，弹性联轴器10一端连接于第二测功机9，另一端连接于地形传动轴13。

其中，还包括从动地形传动轴及从动地形套筒16，支撑板11为2个，2个支撑板11的一端固定在第二台架底座8的台面上，另一端通过轴承支撑地形传动轴13及从动地形传动轴，从动地形套筒16套设在从动地形传动轴上。

其中，还包括显示单元及存储单元，显示单元及存储单元通信连接于处理单元。

检测待测电机常规规格参数时，待测电机一端通过连接法兰盘5及待测电机安装座6固定在第一台架底座1的台面上，待测电机4的输出轴通过第一传动装置3连接于第一测功机2，通过第一测功机2为待测电机4精确测量各种等级的单相电机电压、电流、输入功率、转速、转矩、输出功率、效率等常规规格参数测试。同时电机性能测试单元将常规规格参数测试结果发送至处理单元，处理单元将常规规格参数测试结果发送至显示单元及存储单元。

按实际运行参数测试机器人底盘性能时，两个待测电机4分别通过两个丝杠滑块18固定在两个固定座15上，按机器人实际运行负载的工作点参数使待测电机转动；通过手轮14调整丝杆滑块18组件；使待测电机4与地形套筒12及从动地形套筒16充分接触，接触参数以压力传感器17读值和待测电机输出电流与实际地形采集参数向匹配为准，在负载不够的情况下，通过第二测功机9施加负载固定值于地形传动轴13；这样保证施加在待测电机4的垂直负载与实际相符。多典型路况、长时间测试，既测试待测电机的可靠性，又测试了第二电机驱动板19的续航及电流保护值等关键参数。同时地形测试单元将实际运行参数测试结果发送至处理单元，处理单元将实际运行参数测试结果发送至显示单元及存储单元。

实施方式2

根据本发明的另一方面提供了一种机器人底盘驱动测试方法，所述机器人底盘驱动测试方法包括：

将待测电机的输出轴连接于第一传动装置，启动待测电机通过第一测功机获取待测电机的运动参数，并将运动参数发送至处理单元；

具体地，在使用时第一测功机为待测电机施加负载，根据实际需要选择负载量，第一测功机获取待测电机的运动参数，使用者可以通过处理单元获取待测电机的运动参数与实际所需要的电机的运动参数进行对比，进而确定待测电机能够满足正常使用的要求。

取下待测电机，并将待测电机输出轴连接于地形传动轴，待测电机与地形套筒相接触，启动待测电机，获取待测电机的地形模拟运动参数，并将地形模拟运动参数发送至处理单元；

具体地，在待测电机能够满足使用要求的情况下，通过地形套筒及第二测功机共同为待测电机施加负载，模拟待测电机实际使用情况，获取待测电机的地形模拟参数，使用者基于地形模拟参数进一步考量待测电机能否满足实际应用的需要。

其中，还包括：将待测电机的输出端连接于第一传动装置，在所述第一电机驱动板上安装驱动电池，通过第一测功机获取驱动电池的续航能力信息及供电能力信息，并将所述续航能力信息及所述驱动能力信息发送至所述处理单元；将待测电机的输出端连接于所述第二传动装置，同时使待测电机与所述地形套筒相接触，在所述第二驱动板上安装驱动电池，通过所述第二测功机获取驱动电池在地形模拟情况下的地形模拟驱动能力信息及地形模拟供电能力信息，并将所述地形模拟驱动能力信息及所述地形模拟供电能力信息发送至所述处理单元；其中，所述获取待测电机的地形模拟运动参数，并将所述地形模拟运动参数发送至处理单元包括：通过更换多个地形套筒，同时待测电机与所述地形套筒相基础，获取多种地形状态下待测电机的地形模拟运动参数，并将所述地形模拟运动参数发送至处理单元。

具体地，采用同一待测电机，通过更换不同的驱动电池，测试获取驱动电池的续航能力信息、驱动能力信息、地形模拟驱动能力信息及地形模拟供电能力信息，获取与待测电机最为匹配的驱动检测，寻找到最优的供电策略。

具体地，通过更换不同的地形套筒，模拟不同的地形参数，对电机驱动能力、结构既整机通讯综合可靠性测试

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。