一种无人驾驶阶梯攀爬机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种机器人，更具体的说是一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，包括变形轮、行星轮、底盘和重心调节机构，所述底盘的一端转动连接有两个变形轮，所述底盘的另一端转动连接有两个行星轮，所述重心调节机构设置在底盘上端面的中端；一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，其有益效果为：可高效地实现信息采集及反馈，保证在平地与楼梯之间行走状态转换的准确性和可靠性，具有成本低，机构稳定、总体质量轻以及机器人能耗低等优点。

An unmanned staircase climbing robot

The invention relates to a robot, more specifically an unmanned ladder climbing robot, including a deformation wheel, a planetary wheel, a chassis and a center of gravity regulating mechanism. One end of the chassis is rotated and connected with two deformation wheels. The other end of the chassis is rotated and connected with two row stars. The center of gravity regulator is set up at the other end of the chassis. The middle end of the upper end of the chassis, an unmanned ladder climbing robot, is beneficial for the efficient realization of information collection and feedback, which ensures the accuracy and reliability of the transition between the flat ground and the staircase. It has the advantages of low cost, low cost, low overall quality, low energy consumption and low energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种无人驾驶阶梯攀爬机器人
本专利技术涉及一种机器人，更具体的说是一种无人驾驶阶梯攀爬机器人。
技术介绍
无人驾驶阶梯攀爬机器人是利用机器人的人工智能来实现阶梯攀爬工作，代替低楼层货物搬运时所需的人工劳力，在建筑环境等存在楼梯或台阶的现场，代替人工进行探测、消防和实施救援工作等,也可用于残疾人的自主行走。目前，国内外设计了多种结构的无人驾驶阶梯攀爬机器人，其攀爬基本结构包括履带式、轮式、足式和复合式,这些机构大多结构复杂，造价昂贵，受到体积、重量以及稳定性等的限制，目前还未广泛应用于实际生活。如现有专利申请号为CN203158114U的基于蓝牙控制的智能越障机器人和专利申请号为CN103231748A的内外加固结构式可变构型越障机器人，前者轮式运动机构遇到栅栏和楼梯类障碍时,运动将受到限制；并且对于圆车轮,当障碍的高度高于运动机构的质心时,它前进是十分困难的，承载能力、适应能力及稳定性较差。后者采用履带型，其结构复杂，运动速度相对低，效率低，运动噪声较大，灵活性较差，缺乏实用价值。为解决阶梯攀爬服务机器人使用受限的问题，同时考虑到经济性，本专利技术提出一种兼顾平地行走和阶梯攀爬,结构紧凑、体积小、效率较高、操作相对简单,具有越障和避障功能的无人驾驶阶梯攀爬机器人。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，可高效地实现信息采集及反馈，保证在平地与楼梯之间行走状态转换的准确性和可靠性，具有成本低，机构稳定、总体质量轻以及机器人能耗低等优点。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，包括变形轮、行星轮、底盘和重心调节机构，所述底盘的一端转动连接有两个变形轮，所述底盘的另一端转动连接有两个行星轮，所述重心调节机构设置在底盘上端面的中端。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，所述变形轮包括三组相同的弧形轮、内盘、外盘和第二舵机，所述外盘与第二舵机的壳体固定连接，所述内盘固定连接在第二舵机的转轴上，所述弧形轮包括弧形轮胎、曲线三角形轮毂、外盘滑动轴和内盘转轴，所述弧形轮胎固定连接在曲线三角形轮毂的外端，所述曲线三角形轮毂上设置有滑动槽和连接孔，所述三组弧形轮各通过一个外盘滑动轴与外盘滑动连接，所述外盘滑动轴滑动连接在三角形轮毂上的滑动槽内，所述三组弧形轮各通过一个内盘转轴铰接连接在内盘上，所述内盘转轴间隙配合在三角形轮毂上的连接孔内。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，所述三角形轮毂的外沿设有L形搭接边，三个三角形轮毂外沿的L形搭接边两两搭接，三个三角形轮毂组成圆形结构。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，所述重心调节机构包括货箱、支架、八个第一连杆、四个第二连杆、第一舵机、第一转臂、第二转臂和横梁，所述货箱固定连接在支架的上端，四个第二连杆分别位于货箱的四角处，四个第二连杆的下端铰接连接在底盘上，四个第二连杆的上端各与两个第一连杆的外端铰接，八个第一连杆的内端均铰接在支架上，所述第一舵机固定连接在底盘上，所述第一转臂的一端固定连接在第一舵机的转轴上，所述第一转臂的另一端与第二转臂的一端铰接，所述第二转臂的另一端铰接在横梁上，所述横梁的两端分别连接在右端的两个第二连杆上。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，所述四个第二连杆为平行关系，八个第一连杆为平行关系，所述支架、四个第二连杆和八个第一连杆之间形成四个平行四边形结构。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，还包括十字万向轴、电磁离合器、电机、减速器、主轴和差速器，所述电机的传动轴固定连接减速器的输入端，减速器的输出轴连接电磁离合器，电磁离合器的输出轴固定连接十字万向轴的一端，十字万向轴的另一端连接差速器，所述差速器驱动两根主轴，两根主轴上各固定连接一个行星轮。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，所述底盘的两端设置有前悬架和后悬架，两个变形轮转动连接在前悬架的两侧，两个行星轮转动连接在后悬架的两侧，所述前悬架与底盘之间设置有前减震器，所述后悬架与底盘之间设置有后减震器。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，还包括转向机构，所述转向机构包括第三舵机、转向转臂、第一转向连杆、第二转向连杆、转向盘和转向调节杆，所述转向转臂固定连接在第三舵机的转轴上，所述第三舵机固定连接在底盘上，所述第一转向连杆的一端铰接连接转向转臂，所述第一转向连杆的另一端与第二转向连杆的一端铰接，所述第二转向连杆的另一端与转向盘铰接，所述转向盘的两端分别与一个转向调节杆的一端铰接，所述转向调节杆的另一端铰接连接转向臂，两个转向臂分别固定连接在两个前转向架上，两个前转向架分别铰接在底盘前端的两侧，两个第二舵机分别转动连接在两个前转向架上。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，还包括超声波传感器和单片机控制器，所述超声波传感器固定连接在底盘的前端，所述超声波传感器的输入端连接单片机控制器，所述单片机控制器的输出端分别连接第二舵机的信号输入端、第一舵机的信号输入端和第三舵机的信号输入端。本专利技术一种无人驾驶阶梯攀爬机器人的有益效果为：本专利技术一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，机构设计简单、合理，使用直流电动机、第一舵机、第二舵机和第三舵机作为动力源，自动实现了在平地与楼梯之间的攀爬行进，可高效地实现信息采集及反馈，保证在平地与楼梯之间行走状态转换的准确性和可靠性；避免了机器人行进过程中的不稳定现象，有效地提高了攀爬过程中的稳定性、安全性和可靠性，最终有利于实现阶梯攀爬机器人的自动化。附图说明下面结合附图和具体实施方法对本专利技术做进一步详细的说明。图1是本专利技术的整体结构主视图；图2是本专利技术的整体结构俯视图；图3是本专利技术无人驾驶阶梯攀爬机器人攀爬状态示意图；图4是本专利技术的变形轮剖视图。图中：货箱1；支架2；第一连杆3；第二连杆4；行星轮5；十字万向轴6；电磁离合器7；电机8；减速器9；第一转臂10；转向转臂11；第三舵机12；主轴13；后减震器14；底盘15；差速器16；第二舵机17；转向调节杆18；第一转向连杆19；第二转向连杆20；超声波传感器21；转向盘22；前减震器24；横梁25；变形轮26；第一舵机27；第二转臂28；重心调节机构29；内盘转轴30；外盘滑动轴31；曲线三角形轮毂32；弧形轮胎33；弧形轮34；内盘35；外盘36；转向机构37。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。具体实施方式一：下面结合图1-4说明本实施方式，一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，包括变形轮26、行星轮5、底盘15和重心调节机构29，所述底盘15的一端转动连接有两个变形轮26，所述底盘15的另一端转动连接有两个行星轮5，所述重心调节机构29设置在底盘15上端面的中端；使用时，通过驱动行星轮5转动，可以使机器人不仅可以在平地行进，同时行星轮5上转动连接且呈三角形分布的三个行星转轮可以进行进行楼梯攀爬；变形轮26可以呈圆形适应平地行进，同时可以根据楼梯攀爬时的需要进行变形形成可适应楼梯攀爬的阶梯轮，避免圆形轮在楼梯行进时颠簸的问题；通过重心调节机构29，可以在行进时调节重心位置，以此使机器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，包括变形轮(26)、行星轮(5)、底盘(15)和重心调节机构(29)，其特征在于：所述底盘(15)的一端转动连接有两个变形轮(26)，所述底盘(15)的另一端转动连接有两个行星轮(5)，所述重心调节机构(29)设置在底盘(15)上端面的中端。

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，包括变形轮(26)、行星轮(5)、底盘(15)和重心调节机构(29)，其特征在于：所述底盘(15)的一端转动连接有两个变形轮(26)，所述底盘(15)的另一端转动连接有两个行星轮(5)，所述重心调节机构(29)设置在底盘(15)上端面的中端。2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，其特征在于：所述变形轮(26)包括三组相同的弧形轮(34)、内盘(35)、外盘(36)和第二舵机(17)，所述外盘(36)与第二舵机(17)的壳体固定连接，所述内盘(35)固定连接在第二舵机(17)的转轴上，所述弧形轮(34)包括弧形轮胎(33)、曲线三角形轮毂(32)、外盘滑动轴(31)和内盘转轴(30)，所述弧形轮胎(33)固定连接在曲线三角形轮毂(32)的外端，所述曲线三角形轮毂(32)上设置有滑动槽和连接孔，所述三组弧形轮(34)各通过一个外盘滑动轴(31)与外盘(36)滑动连接，所述外盘滑动轴(31)滑动连接在三角形轮毂(32)上的滑动槽内，所述三组弧形轮(34)各通过一个内盘转轴(30)铰接连接在内盘(35)上，所述内盘转轴(30)间隙配合在三角形轮毂(32)上的连接孔内。3.根据权利要求2所述的一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，其特征在于：所述三角形轮毂(32)的外沿设有L形搭接边，三个三角形轮毂(32)外沿的L形搭接边两两搭接，三个三角形轮毂(32)组成圆形结构。4.根据权利要求2所述的一种无人驾驶阶梯攀爬机器人，其特征在于：所述重心调节机构(29)包括货箱(1)、支架(2)、八个第一连杆(3)、四个第二连杆(4)、第一舵机(27)、第一转臂(10)、第二转臂(28)和横梁(25)，所述货箱(1)固定连接在支架(2)的上端，四个第二连杆(4)分别位于货箱(1)的四角处，四个第二连杆(4)的下端铰接连接在底盘(15)上，四个第二连杆(4)的上端各与两个第一连杆(3)的外端铰接，八个第一连杆(3)的内端均铰接在支架(2)上，所述第一舵机(27)固定连接在底盘(15)上，所述第一转臂(10)的一端固定连接在第一舵机(27)的转轴上，所述第一转臂(10)的另一端与第二转臂(28)的一端铰接，所述第二转臂(28)的另一端铰接在横梁(25)上，所述横梁(25)的两端分别连接在右端的两个第二连杆(4)上。5.根据权利要求4所述的一种无人驾驶阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨萍，祝铎，张淑珍，郑海霞，李春玲，马晓，贺瑗，南文虎，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62