本發(fā)明屬于智能行進(jìn)體測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試裝置及綜合測試方法。

背景技術(shù)：

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、并可對廢墟中的幸存者實(shí)施輔助救援的智能行進(jìn)體系統(tǒng)，已成為當(dāng)今熱門研究課題。研究出高效的災(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。

對于災(zāi)害搜救類智能行進(jìn)體的研究，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、臺階、陡坡或壕溝等。因此，在智能行進(jìn)體的研究過程中，需要反復(fù)使用測試裝置對智能行進(jìn)體的性能進(jìn)行測試。

現(xiàn)有技術(shù)中，在對智能行進(jìn)體進(jìn)行不平整路面測試時(shí)，主要采用以下兩種方式之一模擬不平整路面：(1)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。

上述方式存在的主要問題為：(1)構(gòu)建完成的測試裝置的測試指標(biāo)單一固定不可調(diào)整，因此，針對不同種類智能行進(jìn)體，需要構(gòu)建具有不同測試路面指標(biāo)的測試裝置，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)立的測試裝置，也造成了大量場地和資金的浪費(fèi)。(2)無法成為定性的測試裝置，測試指標(biāo)非固定，無法量化智能行進(jìn)體的綜合行動(dòng)能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試裝置及綜合測試方法，可有效解決上述問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試裝置，包括：總控制器和若干個(gè)測試單元(1)；各個(gè)所述測試單元(1)排列固定于承載基礎(chǔ)上；其中，每個(gè)所述測試單元(1)均包括作動(dòng)器(2)和測試體(3)；所述作動(dòng)器(2)的底端固定于所述承載基礎(chǔ)上，所述作動(dòng)器(2)的頂端與所述測試體(3)的底端固定連接；所述總控制器分別與各個(gè)所述作動(dòng)器(2)的控制端連接，用于獨(dú)立控制每個(gè)所述作動(dòng)器(2)的動(dòng)作，進(jìn)而控制固定于所述作動(dòng)器(2)的所述測試體(3)的高度。

優(yōu)選的，每個(gè)所述作動(dòng)器(2)為液壓作動(dòng)器，均包括：作動(dòng)缸、驅(qū)動(dòng)器、液壓源、活塞桿和位移傳感器；

所述作動(dòng)缸為固定件，其底面固定于所述承載基礎(chǔ)；

所述活塞桿為運(yùn)動(dòng)件，其設(shè)置于所述作動(dòng)缸的內(nèi)部，所述活塞桿的底部通過所述液壓源而與所述驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，所述活塞桿的頂部與所述測試體(3)固定連接；在所述驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)所述活塞桿進(jìn)行上升或下降動(dòng)作，進(jìn)而帶動(dòng)所述測試體(3)進(jìn)行上升或下降動(dòng)作；

所述位移傳感器與所述活塞桿連接，用于采集所述活塞桿的上升或下降距離；

所述總控制器的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)器的輸入端連接，所述總控制器的輸入端與所述位移傳感器的輸出端連接，由此構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述測試體(3)的截面為矩形。

優(yōu)選的，各個(gè)所述測試單元(1)排列固定于承載基礎(chǔ)上時(shí)，相鄰所述測試體(3)之間緊密接觸。

本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試方法，包括以下步驟：

S1，將n個(gè)測試單元(1)排列固定于承載基礎(chǔ)上，使相鄰測試單元(1)的測試體(3)緊密接觸；其中，n為自然數(shù)；

初始時(shí)，n個(gè)測試體(3)的頂面與地面平齊；

S2，在承載基礎(chǔ)所在平面建立二維直角坐標(biāo)系，得到每個(gè)所述測試單元(1)的位置坐標(biāo)；

S3，配置總控制器的初始參數(shù)；包括：n個(gè)測試單元(1)的位置坐標(biāo)、每個(gè)測試單元的長度值和寬度值以及需要模擬的路面參數(shù)；

S4，所述總控制器基于所述初始參數(shù)，計(jì)算得到每個(gè)所述測試單元(1)的理想上升距離值，并根據(jù)所述理想上升距離值，分別生成與每個(gè)所述測試單元(1)唯一對應(yīng)的控制指令，然后，將每個(gè)所述控制指令發(fā)送給對應(yīng)的所述測試單元(1)的驅(qū)動(dòng)器，通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的作動(dòng)器(2)中的活塞桿上升一定的距離，進(jìn)而帶動(dòng)固定于活塞桿的測試體(3)上升一定的距離；由此實(shí)現(xiàn)各個(gè)測試體(3)上升不同的距離，則各個(gè)測試體(3)的上表面則拼接為滿足所述需要模擬的路面參數(shù)的模擬路面。

優(yōu)選的，S4中，還包括：

S41，在所述活塞桿上升一定的距離后，安裝于所述活塞桿的位置傳感器檢測所述活塞桿的實(shí)際上升距離值，并將所述活塞桿的實(shí)際上升距離值發(fā)送給所述總控制器；

S42，所述總控制器判斷所述活塞桿的實(shí)際上升距離值是否與預(yù)設(shè)定的理想上升距離值一致，如果不一致，則執(zhí)行S43；如果一致，則執(zhí)行S44；

S43，所述總控制器計(jì)算得到所述實(shí)際上升距離值和所述理想上升距離值之間的偏差，并生成對應(yīng)的調(diào)整指令；然后，所述總控制器再將所述調(diào)整指令發(fā)送給用于驅(qū)動(dòng)所述活塞桿運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器，通過所述驅(qū)動(dòng)器，調(diào)整所述活塞桿的實(shí)際上升距離值，并返回S41；

S44，所述活塞桿的實(shí)際上升距離值與預(yù)設(shè)定的理想上升距離值一致，結(jié)束對所述活塞桿的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制的過程。

本發(fā)明提供的動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試裝置及綜合測試方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

在構(gòu)建具有一定規(guī)模的測試裝置后，只需要調(diào)整向各個(gè)測試單元發(fā)送的上升高度指令，即可得到具有不同平整度的模擬路面，而不需要重新構(gòu)建測試裝置，提高了測試裝置的通用性，節(jié)約了測試場地和測試資金。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試裝置組裝后的立體示 意圖；

圖2為本發(fā)明提供的動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試裝置組裝后的俯視圖；

圖3為本發(fā)明提供的動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試裝置組裝后的左視圖；

圖4為本發(fā)明提供的動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試裝置組裝后的右視圖；

圖5為每個(gè)測試單元1的機(jī)械結(jié)構(gòu)立體示意圖；

圖6為測試體3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為作動(dòng)器2的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：

本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試裝置及綜合測試方法，用于對智能行進(jìn)體行動(dòng)能力進(jìn)行測試，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，用于對車模進(jìn)行性能測試，本發(fā)明對智能行進(jìn)體的具體類型并不限制。如圖1所示，為動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試裝置組裝后的立體示意圖；如圖2、圖3和圖4所示，分別為動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試裝置組裝后的俯視圖、左視圖和右視圖，包括：總控制器和若干個(gè)測試單元1；各個(gè)測試單元1排列并固定于承載基礎(chǔ)上；由于每個(gè)測試單元均固定于承載基礎(chǔ)上，可避免在對智能行進(jìn)體測試時(shí)，測試單元發(fā)生水平方向運(yùn)動(dòng)，提高了測試裝置的連接性能。

如圖5所示，為每個(gè)測試單元1的機(jī)械結(jié)構(gòu)立體示意圖，均包括作動(dòng)器2和測試體3；

如圖6所示，為測試體3的結(jié)構(gòu)示意圖；測試體3的截面為矩形，從而才可以保證各個(gè)測試單元1排列并固定于承載基礎(chǔ)上時(shí)，相鄰測試體3之間緊密接觸，不存在間隙，防止因間隙而造成對智能行進(jìn)體測試的不必要干擾，達(dá)到更為逼真的模擬不平整路面的效果。

如圖7所示，為作動(dòng)器2的結(jié)構(gòu)示意圖；作動(dòng)器2的底端固定于承載基礎(chǔ)上，作動(dòng)器2的頂端與測試體3的底端固定連接；總控制器分別與各個(gè)作動(dòng)器2的控制端連接，用于獨(dú)立控制每個(gè)作動(dòng)器2的動(dòng)作，進(jìn)而控制固定于作動(dòng)器2的測試體3的高度。其中，作動(dòng)器可采用各類形式，以下僅以作動(dòng)器采用液壓作動(dòng)器為例 進(jìn)行介紹，具體的，作動(dòng)器可采用以下結(jié)構(gòu)：

每個(gè)作動(dòng)器2均包括：作動(dòng)缸、驅(qū)動(dòng)器、液壓源、活塞桿和位移傳感器；

作動(dòng)缸為固定件，其底面固定于承載基礎(chǔ)；

活塞桿為運(yùn)動(dòng)件，其設(shè)置于作動(dòng)缸的內(nèi)部，活塞桿的底部通過液壓源而與驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，活塞桿的頂部與測試體3固定連接；在驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)活塞桿進(jìn)行上升或下降動(dòng)作，進(jìn)而帶動(dòng)測試體3進(jìn)行上升或下降動(dòng)作；

位移傳感器與活塞桿連接，用于采集活塞桿的上升或下降距離；

總控制器的輸出端與驅(qū)動(dòng)器的輸入端連接，總控制器的輸入端與位移傳感器的輸出端連接，由此構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)測試體上升距離的精密控制。

本發(fā)明還提供一種動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試方法，包括以下步驟：

S1，將n個(gè)測試單元1排列固定于承載基礎(chǔ)上，具體排列方式以及選用的測試單元的數(shù)量，根據(jù)測試需求靈活設(shè)定，只需保證相鄰測試單元1的測試體3緊密接觸即可；

初始時(shí)，n個(gè)測試體3的頂面與地面平齊；

S2，在承載基礎(chǔ)所在平面建立二維直角坐標(biāo)系，得到每個(gè)測試單元1的位置坐標(biāo)；

S3，配置總控制器的初始參數(shù)；包括：n個(gè)測試單元1的位置坐標(biāo)、每個(gè)測試單元的長度值和寬度值以及需要模擬的路面參數(shù)；路面參數(shù)包括各個(gè)路面位置的不平整度、角度等；

S4，總控制器基于初始參數(shù)，采用一定的算法，計(jì)算得到每個(gè)測試單元1的理想上升距離值，并根據(jù)理想上升距離值，分別生成與每個(gè)測試單元1唯一對應(yīng)的控制指令，然后，將每個(gè)控制指令發(fā)送給對應(yīng)的測試單元1的驅(qū)動(dòng)器，通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的作動(dòng)器2中的活塞桿上升一定的距離，進(jìn)而帶動(dòng)固定于活塞桿的測試體3上升一定的距離；由此實(shí)現(xiàn)各個(gè)測試體3上升不同的距離，則各個(gè)測試體3的上表面則拼接為滿足需要模擬的路面參數(shù)的模擬路面。此外，測試體3的上表面可根據(jù)實(shí)際測試需求，選擇不同的材質(zhì)，不同材質(zhì)具有不同的摩擦系數(shù)，從而可以模擬得到具有不同摩擦系數(shù)的模擬路面，滿足對行進(jìn)體在不同摩擦度 路面行進(jìn)能力測試的需求。

本步驟中，為實(shí)現(xiàn)更為精細(xì)的模擬路面，還包括：

S41，在活塞桿上升一定的距離后，安裝于活塞桿的位置傳感器檢測活塞桿的實(shí)際上升距離值，并將活塞桿的實(shí)際上升距離值發(fā)送給總控制器；

S42，總控制器判斷活塞桿的實(shí)際上升距離值是否與預(yù)設(shè)定的理想上升距離值一致，如果不一致，則執(zhí)行S43；如果一致，則執(zhí)行S44；

S43，總控制器計(jì)算得到實(shí)際上升距離值和理想上升距離值之間的偏差，并生成對應(yīng)的調(diào)整指令；然后，總控制器再將調(diào)整指令發(fā)送給用于驅(qū)動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器，通過驅(qū)動(dòng)器，調(diào)整活塞桿的實(shí)際上升距離值，并返回S41；

S44，活塞桿的實(shí)際上升距離值與預(yù)設(shè)定的理想上升距離值一致，結(jié)束對活塞桿的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制的過程。

由此可見，本發(fā)明提供的動(dòng)態(tài)可調(diào)的可重構(gòu)地形綜合測試裝置及綜合測試方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)在構(gòu)建具有一定規(guī)模的測試裝置后，只需要調(diào)整向各個(gè)測試單元發(fā)送的上升高度指令，即可得到具有不同平整度的模擬復(fù)雜路面，而不需要重新構(gòu)建測試裝置，提高了測試裝置的通用性，節(jié)約了測試場地和測試資金；

(2)每個(gè)測試單元均固定于承載基礎(chǔ)上，有效達(dá)到對測試單元的固定作用，提高測試單元的連接性能，防止在對智能行進(jìn)體進(jìn)行測試時(shí)，測試單元發(fā)生水平移位，因此，提高了對不平整路面的模擬能力；

(3)本裝置采用閉環(huán)控制設(shè)計(jì)，具有多尺度、精細(xì)化的測試指標(biāo)以及靈活調(diào)整能力，每個(gè)測試單元上升高度可量化，從而實(shí)現(xiàn)對智能行進(jìn)體行動(dòng)能力的定性測試；而且可根據(jù)實(shí)際測試需求，靈活調(diào)整測試設(shè)備對智能行進(jìn)體行動(dòng)能力的測試復(fù)雜難度，滿足對智能行進(jìn)體行動(dòng)能力的測試需求。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。