基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于智能行進(jìn)體測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]災(zāi)害搜救類智能行進(jìn)體，是一種面向地震災(zāi)難應(yīng)用、能夠在廢墟縫隙中運(yùn)動(dòng)與探測(cè)、并可對(duì)廢墟中的幸存者實(shí)施輔助救援的智能行進(jìn)體系統(tǒng)，已成為當(dāng)今重要研宄課題。研宄出高效的災(zāi)害搜救類智能行進(jìn)體，并使其廣泛運(yùn)用到災(zāi)后救援工作中，可降低人力物力投入、減少救援工作中的意外傷亡，并提高救援效率與成功率，對(duì)于提高人類自身抵抗自然災(zāi)害能力的進(jìn)程具有顯著意義。
[0003]對(duì)于災(zāi)害搜救類智能行進(jìn)體的研宄，重點(diǎn)需解決的問題之一為:如何提高智能行進(jìn)體的運(yùn)動(dòng)能力，使其能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的地形條件，例如，廢墟、泥地、沙地、臺(tái)階、陡坡或壕溝等。因此，在智能行進(jìn)體的研宄過程中，需要反復(fù)使用測(cè)試裝置對(duì)智能行進(jìn)體的性能進(jìn)行測(cè)試。
[0004]同樣的，對(duì)于非智能行進(jìn)體，例如，車模、小型車輛等，也需要對(duì)其通過能力、越障能力、轉(zhuǎn)彎和防傾覆等能力進(jìn)行性能測(cè)試。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)智能行進(jìn)體和非智能行進(jìn)體進(jìn)行不平整路面測(cè)試時(shí)，主要采用以下兩種方式之一模擬不平整路面:(I)將不同高度磚塊、木料等建筑材料平鋪在路面上，從而臨時(shí)構(gòu)建一個(gè)不平整路面；(2)在泥土路面挖掘不同深度的小型溝壑，達(dá)到模擬不平整路面的效果。
[0006]上述方式存在的主要問題為:(I)構(gòu)建完成的測(cè)試裝置的測(cè)試指標(biāo)單一固定不可調(diào)整，因此，針對(duì)不同種類智能行進(jìn)體，需要構(gòu)建具有不同測(cè)試路面指標(biāo)的測(cè)試裝置，其中，路面指標(biāo)包括不平整度和障礙高度等；因此，具有測(cè)試裝置搭建過程繁瑣的問題，另外，由于需要搭建多個(gè)獨(dú)立的測(cè)試裝置，也造成了大量場(chǎng)地和資金的浪費(fèi)。(2)無法成為定型的測(cè)試裝置，測(cè)試指標(biāo)非固定，無法量化智能行進(jìn)體的綜合行動(dòng)能力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測(cè)試裝置，可有效解決上述問題。
[0008]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0009]本實(shí)用新型提供一種基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測(cè)試裝置，包括承載基礎(chǔ)
(I)和多個(gè)測(cè)試單元(2);
[0010]各個(gè)所述測(cè)試單元(2)排列固定于所述承載基礎(chǔ)(I)上；
[0011]其中，每個(gè)所述測(cè)試單元(2)均包括升降機(jī)構(gòu)(3)和測(cè)試殼體(4);所述升降機(jī)構(gòu)
(3)包括絲桿(3.1)、絲桿螺母(3.2)、固定套管(3.3)和軸承(3.4);所述固定套管(3.3)垂直固定安裝于所述承載基礎(chǔ)(I)上，所述固定套管(3.3)的內(nèi)部設(shè)置所述軸承(3.4);所述絲桿(3.1)垂直設(shè)置，并且，所述絲桿(3.1)的底端套設(shè)于所述軸承(3.4)上，使所述絲桿(3.1)通過所述軸承(3.4)與所述固定套管(3.3)可旋轉(zhuǎn)的連接；所述絲桿螺母(3.2)套設(shè)于所述絲桿(3.1)上，并且，所述絲桿螺母(3.2)置于所述測(cè)試殼體(4)的空腔中，所述絲桿螺母(3.2)的外壁與所述測(cè)試殼體(4)的內(nèi)壁固定。
[0012]優(yōu)選的，所述測(cè)試殼體(4)的橫截面為矩形。
[0013]優(yōu)選的，各個(gè)所述測(cè)試殼體⑷的側(cè)面之間緊密接觸。
[0014]優(yōu)選的，還包括用于限制各個(gè)所述測(cè)試殼體(4)傾斜的固定圍板(5);所述固定圍板(5)的底端與所述承載基礎(chǔ)(I)的外圍固定連接。
[0015]優(yōu)選的，所述測(cè)試殼體(4)的內(nèi)徑大于所述固定套管(3.3)的外徑，使所述固定套管(3.3)可完全置于所述測(cè)試殼體(4)的空腔中。
[0016]優(yōu)選的，所述絲桿(3.1)的頂端面設(shè)置有絲桿調(diào)整單元￠);在所述測(cè)試殼體(4)的頂端面且位于所述絲桿調(diào)整單元(6)正上方的位置設(shè)置有絲桿調(diào)整工具穿入孔(7)。
[0017]優(yōu)選的，所述絲桿調(diào)整單元(6)為絲桿調(diào)整十字槽或絲桿調(diào)整方孔；
[0018]還包括穿入孔蓋；所述穿入孔蓋置于所述絲桿調(diào)整工具穿入孔(7)的孔內(nèi)。
[0019]優(yōu)選的，每個(gè)所述測(cè)試單元(2)還包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)置于所述固定套管(3.3)中，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述絲桿(3.1)的底端聯(lián)動(dòng)，用于驅(qū)動(dòng)所述絲桿(3.1)進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
[0020]優(yōu)選的，還包括總控制器；所述總控制器分別與各個(gè)所述測(cè)試單元⑵的所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。
[0021]本實(shí)用新型提供的基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測(cè)試裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]在構(gòu)建具有一定規(guī)模的測(cè)試裝置后，只需要調(diào)整各個(gè)測(cè)試單元的高度，即可得到具有不同特征的模擬地形和路面，而不需要重新構(gòu)建測(cè)試裝置，提高了測(cè)試裝置的通用性，節(jié)約了測(cè)試場(chǎng)地和測(cè)試資金。
【附圖說明】
[0023]圖1為基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測(cè)試裝置組裝后的立體示意圖；
[0024]圖2為基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測(cè)試裝置組裝后的俯視圖；
[0025]圖3為基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測(cè)試裝置組裝后的側(cè)視圖；
[0026]圖4為每個(gè)測(cè)試單元2的機(jī)械結(jié)構(gòu)立體示意圖；
[0027]圖5為通過電鉆等工具驅(qū)動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為絲桿螺母移動(dòng)到絲桿螺紋最底端時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7為絲桿螺母移動(dòng)到絲桿螺紋最頂端時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖8為模擬垂直障礙型不平整路面的效果圖；
[0031]圖9為模擬水平壕溝型不平整路面的效果圖；
[0032]圖10為模擬凸嶺型不平整路面的效果圖；
[0033]圖11為模擬路溝型不平整路面的效果圖；
[0034]圖12為模擬彈坑型不平整路面的效果圖；
[0035]圖13為模擬復(fù)雜路面型不平整路面的效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0037]本實(shí)用新型提供一種基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測(cè)試裝置，用于對(duì)智能行進(jìn)體和非智能行進(jìn)體行動(dòng)能力進(jìn)行測(cè)試，其中，智能行進(jìn)體既可以為災(zāi)害搜救類機(jī)器人，也可以為其他智能設(shè)備，例如，車模等，用于對(duì)車模進(jìn)行性能測(cè)試，本實(shí)用新型對(duì)智能行進(jìn)體的具體類型并不限制。如圖1所示，為基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測(cè)試裝置組裝后的立體示意圖；如圖2所示，為基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測(cè)試裝置組裝后的俯視圖，如圖3所示，為基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測(cè)試裝置組裝后的側(cè)視圖，包括:承載基礎(chǔ)I和多個(gè)測(cè)試單元2 ;各個(gè)測(cè)試單元2排列固定于承載基礎(chǔ)I上；在承載基礎(chǔ)I的外圍還固定有固定圍板5，通過承載基礎(chǔ)I和固定圍板5的共同限位作用，使各個(gè)測(cè)試單元緊密排列于固定圍板5所圍成的矩形空間中，可避免在對(duì)智能行進(jìn)體測(cè)試時(shí)，測(cè)試單元發(fā)生水平方向傾斜，提高了測(cè)試裝置的連接性能。此外，測(cè)試單元的測(cè)試殼體4的橫截面為矩形，從而可以保證各個(gè)測(cè)試單元排列并固定于承載基礎(chǔ)上時(shí)，相鄰測(cè)試殼體4之間緊密接觸，不存在間隙，防止因間隙而造成對(duì)智能行進(jìn)體測(cè)試的不必要干擾，達(dá)到更為逼真的模擬不平整路面的效果。
[0038]如圖4所示，為每個(gè)測(cè)試單元2的機(jī)械結(jié)構(gòu)立體示意圖，均包括升降機(jī)構(gòu)3和測(cè)試殼體4 ;
[0039]升降機(jī)構(gòu)3包括絲桿3.1、絲桿螺母3.2、固定套管3.3和軸承3.4 ;固定套管3.3垂直固定安裝于承載基礎(chǔ)I上，可采用焊接或螺絲固定方式；固定套管3.3的內(nèi)部設(shè)置軸承3.4 ;絲桿3.1垂直設(shè)置，并且，絲桿3.1的底端套設(shè)于軸承3.4上，使絲桿3.1通過軸承3.4與固定套管3.3可旋轉(zhuǎn)的連接；絲桿螺母3.2套設(shè)于絲桿3.1上，并且，絲桿螺母3.2置于測(cè)試殼體4的空腔中，絲桿螺母3.2的外壁與測(cè)試殼體4的內(nèi)壁固定。因此，當(dāng)使絲桿發(fā)生順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可驅(qū)動(dòng)絲桿螺母進(jìn)行上升或下降的直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)測(cè)試殼體進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到調(diào)整測(cè)試殼體高度而模擬不同效果路面的目的。
[0040]在上述結(jié)構(gòu)中，測(cè)試殼體與絲桿螺母固定，而絲桿螺母與絲桿構(gòu)成絲桿螺母副，可將絲桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺母的直線運(yùn)動(dòng)；絲桿通過軸承與固定套管可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，而固定套管固定于承載基礎(chǔ)上，因此，固定套管在確保絲桿能夠在套管中自由旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，固定套管還對(duì)整個(gè)測(cè)試裝置具有側(cè)向支撐作用，保證上部的測(cè)試殼體的垂直狀態(tài)。
[0041]此外，本實(shí)用新型中，絲桿的螺紋高度即為測(cè)試殼體的高度調(diào)節(jié)范圍，例如，如果絲桿的螺紋高度為50cm，則測(cè)試殼體的高度調(diào)節(jié)范圍即為O?50cm。如圖6所示，為絲桿螺母移動(dòng)到絲桿螺紋最底端時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，為絲桿螺母移動(dòng)到絲桿螺紋最頂端時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，由此可見，為實(shí)現(xiàn)上述效果，需要滿足以下設(shè)計(jì)參數(shù):測(cè)試殼體4的內(nèi)徑大于固定套管3.3的外徑，使固定套管3.3可完全置于測(cè)試殼體4的空腔中。通過上述結(jié)構(gòu)，在盡量降低整個(gè)測(cè)試裝置成本的前提下，最大可能的提高了測(cè)試殼體的高度調(diào)節(jié)范圍。
[0042]本實(shí)用新型中，可采用各類結(jié)構(gòu)形式向絲桿施加外力，從而驅(qū)動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而調(diào)節(jié)測(cè)試殼體4的高度。以下僅介紹兩種具體結(jié)構(gòu)形式:
[0043](I)非自動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形式
[0044]本例為采用電鉆等工具驅(qū)動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)的示例。
[0045]如圖5所示，為通過電鉆等工具驅(qū)動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；絲桿3.1的頂端面設(shè)置有絲桿調(diào)整單元6，例如，絲桿調(diào)整十字槽或絲桿調(diào)整方孔；在測(cè)試殼體4的頂端面且位于絲桿調(diào)整單元6正上方的位置設(shè)置有絲桿調(diào)整工具穿入孔7。當(dāng)需要模擬某種類型的地面參數(shù)時(shí)，計(jì)算得到每個(gè)測(cè)試殼體的高度值，然后，使用十字頭電鉆8等工具穿過絲桿調(diào)整工具穿入孔而作用于絲桿調(diào)整十字槽或方孔上，通過電鉆驅(qū)動(dòng)絲桿進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，絲桿旋轉(zhuǎn)力作用于絲桿螺母，從而給予測(cè)試殼體垂直向上或向下的作用力，最終實(shí)現(xiàn)測(cè)試殼體的上升或下降運(yùn)動(dòng)，并且，這種上升或下降是連續(xù)可調(diào)的。由于在測(cè)試殼體的頂端所開設(shè)的絲桿調(diào)整工具穿入孔7的孔徑非常小，因此，不會(huì)影響模擬路面的測(cè)試性能。當(dāng)然，對(duì)于需要精細(xì)模擬路面的場(chǎng)合，也可以設(shè)置穿入孔蓋；穿入孔蓋置于絲桿調(diào)整工具穿入孔的孔內(nèi)。通過穿入孔蓋，保證測(cè)試殼體上表面的光滑性，提高測(cè)試效果。
[0046](2)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形式
[0047]本例為采用電機(jī)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)的示例。
[0048]每個(gè)測(cè)試單元2還包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)置于固定套管3.3中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與絲桿3.1的底端聯(lián)動(dòng)，用于驅(qū)動(dòng)絲桿3.1進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。