(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210622041.9 (22)申请日 2022.06.02 (71)申请人 哈尔滨理工大 学 地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路52号 (72)发明人 吴雪峰　周迁明　于福瑞　 (51)Int.Cl. G01M 99/00(2011.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种轮式多机器人多功能测试平台及测试 方法 (57)摘要 本发明公开了一种轮式多机器人多功能测 试平台及测试方法， 包括可扩展式多机器人运动 平台、 UWB定位模组、 升降障碍台模组、 双摄像头 模组、 工业相机模组及用于信息调度的终端控制 机； 可扩展式多机器人运动平台由平台架和覆盖 压力传感器的平台板组成； 带撞击力传感器的升 降障碍台模块由电机驱动位于平台架底部， UWB 定位模组、 双摄像头模组及工业相机模组均在可 扩展式多机器人运动平台上。 本发 明的测试平台 由障碍台的升降实时模拟多机器人的动、 静态工 况环境， 由U WB、 双摄像头及工业相机模组实现定 位数据及 避障图片实时获取， 满足多类型多机器 人测试， 实现定位、 避障、 撞击力测试多功能融 合， 降低了控制的复杂性， 测试多机器人的避障 性能和定位 性能。 权利要求书3页 说明书7页 附图8页 CN 114791368 A 2022.07.26 CN 114791368 A 1.一种轮式多机器人多功能测试平台其特征在于包括可扩展式多机器人运动平台 (2)、 UWB定位模组(1)、 升降障碍台模组(4)、 双摄像头模组(3)、 工业相机模组(14)及用于信 息调度的终端控制机； UWB定位模组(1)、 双摄像头模组(3)及工业相机模组(14)均在可扩展 式多机器人运动平台(2)上， 升降障碍台模组(4)在可扩展式多机器人运动平台(2)底部 。 2.根据权利要求1所述的一种轮式多机器人多功能测试平台， 其特征在于可扩展式多 机器人运动平台(2)由平台架(17)和覆盖若干矩形压力传感器模块(16)的平台板组成； 可扩展式多机器人运动平台的平台架(17)由轻型铝合金制成， 平台架(17)由长台架 (8)与短台架(9)及柔性材料板(7)组成； 长台架(8)位于短台架(9)上部且两者之间用滑轨 块(6)与滑轨槽(10)相连接； 长台架滑轨块(6)用螺钉紧固在长台架底部与短台架上的滑轨 槽(10)接合； 长台架(8)下部有两个轻型铝合金腿(9 ‑3)用螺钉垂直设于长台架(8)底部， 对 称分布在长台架(8)短侧边与长侧边相交 处； 短台架(9)分为短台架底架(9 ‑2)与短台架侧架(9 ‑1)两部分； 短台架侧架(9 ‑1)对称设 于短台架底架(9 ‑2)上部靠短台架(9)长侧边两侧， 且短台架侧架(9 ‑1)用螺钉紧固滑轨块 (6)与短台架底架(9 ‑2)上滑轨槽(10)相连接； 短台架底架(9 ‑2)下部有四个轻型铝合金腿 (9‑3)用螺钉垂直设于短台架底架(9 ‑2)下部， 对称分布在短台架(9)短侧边与长侧边相交 处； 长台架与短台架之间用U型块(1 1)固定连接在一 起。 3.如权利要求2所述的一种轮式多机器人多功能测试平台， 其特征在于所述的可扩展 式多机器人运动平台(2)的长、 短底 边与长短侧边分别设有柔性材料板(7)； 柔性材料板(7) 分为长、 短台架部分； 长台架(8)部分柔性材料板分为长台架长侧板(7 ‑1)、 长台架短侧板 (7‑2)与覆盖压力传感器模块的长台架底板(7 ‑3)； 长台架短侧板(7 ‑2)垂直设于短侧边部 分且放置在于两长侧架凹槽内(13)； 两长台架长侧 板(7‑1)垂直设于长台架底部且紧贴长 侧边垂直固定于短侧 板凹槽(12)内； 覆盖压力传感器模块的底板(7 ‑3)垂直于长台架长侧 板(7‑1)及长台架短侧板(7 ‑2)与长台架 底部重合； 短台架(9)部分有短台架长侧板(9 ‑6)与短台架短侧板(9 ‑5)， 长短边柔性材料板高度 与长台架平齐； 短台架短侧板(9 ‑5)垂直设于短台架底架(9 ‑2)短侧边部 分且放置在两 短台 架长侧板(9 ‑6)上对称的凹槽内； 两短台架长侧板(9 ‑6)垂直设于短台架底架(9 ‑2)上部且 紧贴长侧边垂直固定于短侧板凹槽内； 下底板(9 ‑7)垂直于短台架侧架(9 ‑1)并水平置于 短 台架底架(9 ‑2)上部且与长台架(8)架底平齐； 覆盖压力传感器模块的上底板(9 ‑4)垂直于 短台架长侧板(9 ‑6)及短台架短侧板(9 ‑5)， 放置于下底板(9 ‑7)上部且与覆盖压力传感器 模块的长台架 底板(7‑3)平齐。 4.如权利要求1所述的一种轮式多机器人多功能测试平台， 其特征在于， 用于机器人定 位场域搭建的四个UWB定位模组(1)由U型块底座支架(1 ‑1)及UWB模块(1 ‑2)组成； UWB模块 (1‑2)水平放到U型块底座支架(1 ‑1)上部， U型块底座支架(1 ‑1)垂直设于可扩展式多协作 机器人运动平台(2)长侧板的四个边角， 且两 两对称放置 。 5.如权利要求1所述的一种轮式多机器人多功能测试平台， 其特征在于， 升降障碍 台模 组(4)分别由步进电机(4 ‑7)升降台底座(4 ‑8)、 撞击力传感器模块(4 ‑4)及障碍台(4 ‑3)组 成， 障碍台(4 ‑3)包裹有柔性材料， 障碍台(4 ‑3)顶部放有压力传感器模块(4 ‑9)， 升降障碍 台模组(4)两两对称放置在可扩展式多协作机器人运动平台(2)底部， 升降障碍台模组(4) 下部垂直于地面设置； 撞击力 传感器模块(4 ‑4)镶嵌在升降障碍台柱的凹槽内用螺钉固定，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114791368 A 2随障碍台的升降运动； 步进电机(4 ‑7)通过联轴器(4 ‑6)带动升降台螺杆(4 ‑5)旋转， 带动障 碍台支撑座(4 ‑2)沿升降台滑轨(4 ‑1)上下运动； 用于测试撞击力及提供动、 静态障碍物的 升降障碍台模组(4)可在 ‑100～200mm之间升降调节。 6.如权利要求1所述的一种轮式多机器人多功能测试平台， 其特征在于用于采集机器 人运动轨迹数据的双摄像头模组(3)有两个双目相机(3 ‑1)及伸缩支架(3 ‑2)组成， 其放置 在伸缩支架(3 ‑2)顶部并用螺钉将伸缩支架垂 直设于所述平台的上层柔性材料板的中心 位 置。 7.如权利要求1所述的一种轮式多机器人多功能测试平台， 其特征在于， 所述的工业相 机模组(14)由相机支撑架、 滑动支撑杆(14 ‑4)及工业相机(14 ‑5)组成； 相机支撑架由直立滑轨杆(14 ‑1)和水平滑轨杆(14 ‑3)组成， 水平滑轨杆(14 ‑3)榫接在 直立滑轨杆两滑轨槽内并由调节螺钉紧定， 两直立滑轨杆(14 ‑1)通过底部的U型角铁(14 ‑ 6)卡在两侧边床身上， 相机支撑架有两个且相 互平行； 滑动支撑杆(14 ‑4)通过U型滑轨块 (14‑2)固定到水平滑轨杆上， 工业相机(14 ‑5)经紧固螺栓固定在滑动支撑杆(14 ‑4)底部的 角铁上， 每 个相机支撑架上有两个滑动支撑杆(14 ‑4)及两个工业相机(14 ‑5)。 8.一种轮式多机器人多功能测试平台的方法， 其特征在于所述多机器人多功能测试平 台包括可扩展式多机器人运动平台(2)、 UWB定位模组(1)、 升降障碍台模组(4)、 双摄像头模 组(3)、 工业相机模组(14)及用于信息调度的终端控制机； UWB定位模组(1)、 双摄像头模组(3)及工业相机模组(14)均在可扩展式多机器人运动 平台(2)上， 升降障碍台模组(4)在可扩展式多机器人运动平台(2)底部； 可扩展式多机器人运动平台(2)由平台架(17)和平台板组成， 平台板上覆盖有若干矩 形压力传感器模块(16)； UWB模组由U型块底座支 架(1‑1)及UWB模块(1 ‑2)组成； 升降障碍台模 组由步进电机(4 ‑7)升降台底座(4 ‑8)、 撞击力传感器模块(4 ‑4)、 压力传 感器模块(4 ‑9)及障碍台(4 ‑3)组成； 双摄像头模组(3)由两个双目相机及伸缩支 架组成； 工业相机模组由相机支撑架、 滑动支撑杆(14 ‑4)及工业相机(14 ‑5)组成； 两轮式测试机器人身上携带有UWB标签模块、 WIFI模块、 姿态传感器、 避障传感器及带 编码器的减速电机； 所述轮式多机器人多功能测试平台的测试 方法， 包括以下步骤： 1)调整拉伸可扩展式多机器人运动平台(2)为最大容量模式， 调整双目相机伸缩支架 (3‑2)上极限位置， 伸缩支架(3 ‑2)的上极限位置对应可扩展多机器人运动平台的最大容量 模式， 下极限位置对应小容 量模式， 调整工业相机四个滑动支撑杆(14 ‑4)至一定位置； 2)运行升降障碍台模组(4)， 使障碍台初始化至与可扩展机器人运动平台(2)的平台板 平齐位置， 将两轮式测试机器人放在平台板上方任意位置； 开启UWB模块(1 ‑2)、 双目相机 (3‑1)、 工业相机(14 ‑5)； 3)在测试轮式机器人定位性能时， 使两轮式机器人(15)行走在平台上， 通过采集机器 人(15)行驶在平台板上的若干矩形压力 传感器模块(16)数据来判断机器人的行驶轨迹， 通 过双目相机(3 ‑1)采集轮式小车(15)的运动图像， 通过采集小车携带的UWB模块定位数据， 通过这三项不同的传感器获取的数据上传至终端控制机进行定位 性能分析；权　利　要　求　书 2/3