一种主动式支撑避障装置、爬楼机器人及其爬楼方法制造方法及图纸

一种主动式支撑避障装置爬楼机器人及其爬楼方法，包括：第一连接杆、直线推杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、车轮，所述第一连接杆中部与第二连接杆下端铰接形成转动副，第一连接杆上端与第四连接杆上端铰接形成转动副，第三连接杆一端与第二连接杆上端铰，另一端与第四连接杆下端铰接，直线推杆一端与第二连接杆中部铰接，另一端与第四连接杆中部铰接，连接杆以及直线推杆形成复合连杆机构。

An Active Support Barrier Avoidance Device, a Building Climbing Robot and Its Climbing Method

【技术实现步骤摘要】
一种主动式支撑避障装置、爬楼机器人及其爬楼方法
本专利技术涉及一种养老助残设备领域，尤其是涉及一种主动式支撑避障装置及其爬楼机器人及其爬楼方法。
技术介绍
随着世界上人口增长，老龄化人口越来越多，人们对养老助残机器人的研究也日渐加强，同时伴随着养老助残辅助器材也日益增多；在养老助残机器人领域，辅助老年人或残疾人出行的设备是极其重要，且在安全性、功能性方面设计要求较高。至此，机器人的爬楼、越障功能尤为重要。但是在现阶段，养老助残机器人属于新兴产业，各种产品的设计水平良莠不齐，很多产品不具有爬楼或越障功能，造成产品功能单一，对出行条件要求苛刻，无法满足用户良好的出行体验。如现有技术：中国专利申请(申请号：CN201110272533)公开一种水平载人轮椅，水平载人轮椅包括底架(2)、座位(3)、连杆机构(1)、驱动装置，所述座位(3)设置在所述连杆机构(1)上，所述驱动装置驱动所述连杆机构(1)产生运动，所述连杆机构(1)为五杆机构，包括设置在底架(2)上的第一固定点(100)和第二固定点(200)，以及主动杆(110)、固定杆(190)、水平杆(130)、第一角杆(120)、第二角杆(180)、第一导杆(160)和第二导杆；所述主动杆的第一端(111)与所述第一固定点(100)铰链形成第一转动副(201)，所述主动杆的第二端(112)与所述第一角杆的第一端(121)铰链形成第二转动副；所述第一角杆的角端(122)与所述水平杆的第一端(131)铰链形成第三转动副；所述第一角杆的第二端(123)与所述第一导杆的第一端(161)铰链形成第四转动副；所述第一导杆的第二端(162)与所述第一竖直杆的第二端(142)铰链形成第五转动副；所述固定杆的第二端(192)与所述第二角杆的第一端(181)铰链形成第六转动副；所述第二角杆的角端(182)与所述水平杆的第二端(132)铰链形成第七转动副；所述第二角杆的第二端(183)与所述第二导杆的第一端(171)铰链形成第八转动副；所述第二导杆的第二端(172)与所述第二竖直杆的第二端(152)铰链形成第九转动副，然而，该轮椅在避障时候造成重心不稳并且该轮椅结构复杂，制造、生产、维修成本增加；再如，现有技术，中国专利申请(CN201810646319)公开一种可避障碍轮椅，包括，轮椅坐垫，弧形齿条，减震支架，底座，连接减震架；所述的连接减震架通过固定夹固定安装在固定板上，固定板上固定安装有底座，底座上固定安装有弧形齿条安装管，弧形齿条安装管中滑动安装有弧形齿条，弧形齿条上设置有弧形齿条槽，弧形齿条安装管下方固定安装有第一齿轮电机，第一齿轮电机的电机轴上固定安装有第一齿轮，所述的第一齿轮与弧形齿条啮合；保证轮椅在跨越障碍物是轮椅坐垫可以始终保证水平。然而，该轮椅采用的避障结构采用履带、电机、液压缸等复杂的结构，不利于日后的维修保养，同时其重量大不利于使用者方便使用。
技术实现思路
为了解决现有技术中的不足，本申请专利技术一种主动式支撑避障装置及其采用该装置的爬楼机器人，其技术方案如下：一种主动式支撑避障装置包括：第一连接杆、直线推杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、车轮；其中所述第一连接杆中部与第二连接杆下端铰接形成转动副，第一连接杆上端与第四连接杆上端铰接形成转动副，第三连接杆一端与第二连接杆上端铰接形成转动副，另一端与第四连接杆下端铰接形成转动副，直线推杆一端与第二连接杆中部铰接形成转动副，另一端与第四连接杆中部铰接形成转动副，上述连接杆以及直线推杆形成复合连杆机构。优选为：第一连接杆下端有竖直方向腰孔，车轮连接轴通过第一连接杆下端腰孔用螺栓固接，车轮安装位置不同可以调节避障的大小以及支撑避障装置的稳定性。优选为：所述直线推杆为伸缩杆，可以是电动或是液动、气动伸缩杆。优选为：所述车轮内部设置有伺服驱动电机。优选为：所述第三连接杆固接在爬楼机器人上，当机器人运动轮子遇到楼梯或障碍物时，直线推杆主动伸长，第二连接杆以与第三连接杆上端铰接形成转动副为轴顺时针转动，第四连接杆以与第三连接杆下端铰接形成转动副为轴逆时针转动。本专利技术还公开一种爬楼机器人，该爬楼机器人包括上述主动式支撑避障装置。本专利技术还公开一种爬楼机器人的爬楼方法，该爬楼机器人包括上述主动式支撑避障装置。有益效果该装置结构简单，可以实现稳定的支撑功能，在遇到楼梯或者障碍物时可以主动实现避障功能，根据调节可以实现不同大小障碍物的避障。附图说明图1为一种主动式支撑避障装置结构示意图。图2为主动式支撑避障装置及其爬楼机器人的第一连接杆与轮子连接示意图。图3为一种主动式支撑避障装置受力示意图。图4为一种主动式支撑避障装置及其爬楼机器人应用场景示意图1。图5为一种主动式支撑避障装置及其爬楼机器人应用场景示意图2。图6为一种主动式支撑避障装置及其爬楼机器人应用场景示意图3。图7为一种主动式支撑避障装置及其爬楼机器人应用场景示意图4。附图标记说明：第一连接杆101、直线推杆102、第二连接杆103、第三连接杆104、第四连接杆105、车轮106、主动式支撑避障装置10。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，参见附图1-2所示。主动式支撑避障装置包括：第一连接杆101、直线推杆102、第二连接杆103、第三连接杆104、第四连接杆105、车轮106；所述第一连接杆101中部与第二连接杆103下端铰接形成转动副；第一连接杆101上端与第四连接杆105上端铰接形成转动副；第三连接杆104上端与第二连接杆103上端铰接形成转动副；第三连接杆104下端与第四连接杆105下端铰接形成转动副；直线推杆102左端与第二连接杆103中部铰接形成转动副；直线推杆102右端与第四连接杆105中部铰接形成转动副；连接杆以及直线推杆形成复合连杆机构；如图3所示，第一连接杆下101端有竖直方向腰孔，车轮106连接轴通过第一连接杆101下端腰孔用螺栓固接，车轮106安装位置不同可以调节避障的大小以及支撑避障装置的稳定性。工作原理如下：如图3、4、5所示，整个装置通过连接杆104固接在爬楼机器人上，爬楼机器人重力压在主动式支撑避障装置10上时，直线推杆102拉紧复合连杆机构，能够稳定支撑重力；当机器人上楼运动轮子遇到楼梯或下障碍物时，直线推杆102主动伸长，连接杆103绕D点顺时针转动，连接杆105绕B点逆时针转动，导致连接杆101上端与连接杆105上端铰接形成转动副转动并下沉，连接杆101中部与连接杆103下端铰接形成转动副转动并提升，一系列的复合连杆机构转动带动与连接杆101固接的车轮106提升实现主动避障。如图3、6、7所示，当机器人下楼时运动轮子遇到楼梯或下障碍物时，直线推杆102主动伸长，连接杆103绕D点顺时针转动，连接杆105绕B点逆时针转动，导致连接杆101上端与连接杆105上端铰接形成转动副转动并下沉，连接杆101中部与连接杆103下端铰接形成转动副转动并提升，一系列的复合连杆机构转动带动与连接杆101固接的车轮106提升实现主动避障。当车轮完成下动作后连接杆102主动缩短使连接杆103绕D点逆时针转动，连接杆105绕B点顺时针转动，导致连接杆101上端与连接杆105上端铰接形成转动副转动并上升，连接杆101中部与连接杆1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动式支撑避障装置，包括：第一连接杆(101)、直线推杆(102)、第二连接杆(103)、第三连接杆(104)、第四连接杆(105)、车轮(106)，其特征为：所述第一连接杆(101)中部与第二连接杆(103)下端铰接形成转动副；第一连接杆(101)上端与第四连接杆(105)上端铰接形成转动副；第三连接杆(104)上端与第二连接杆(103)上端铰接；第三连接杆(104)下端与第四连接杆(105)下端铰接；直线推杆(102)左端与第二连接杆(103)中部铰接；直线推杆(102)右端与第四连接杆(105)中部铰接；所述第一至第四连接杆与直线推杆构成复合连杆机构以实现主动式支撑避障装置。

【技术特征摘要】
1.一种主动式支撑避障装置，包括：第一连接杆(101)、直线推杆(102)、第二连接杆(103)、第三连接杆(104)、第四连接杆(105)、车轮(106)，其特征为：所述第一连接杆(101)中部与第二连接杆(103)下端铰接形成转动副；第一连接杆(101)上端与第四连接杆(105)上端铰接形成转动副；第三连接杆(104)上端与第二连接杆(103)上端铰接；第三连接杆(104)下端与第四连接杆(105)下端铰接；直线推杆(102)左端与第二连接杆(103)中部铰接；直线推杆(102)右端与第四连接杆(105)中部铰接；所述第一至第四连接杆与直线推杆构成复合连杆机构以实现主动式支撑避障装置。2.根据权利要求1所述的一种主动式支撑避障装置，其特征为：所述第一连接杆下端有竖直方向腰孔，车轮连接轴通过第一连接杆下端腰孔用螺栓固接，车轮安装位置不同可以调节避障的大小以及支撑避障装置的稳定性。3.根据权利要求2所述的一种主动式支撑避障装置，其特征为：所述直线推杆为伸缩杆，所述伸缩杆为电动或是液动、气动伸缩杆。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，张岩岭，任刚跃，姜祖辉，于振中，李文兴，
申请(专利权)人：哈工大机器人合肥国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34