一种抓钩辅助的履带式爬楼机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种抓钩辅助的履带式爬楼机器人，所述机器人包括机架、座椅机构、履带轮机构、升降机构和抓钩机构；所述座椅机构设置在机架上部，所述履带轮机构通过减震弹簧连接在机架下部两侧，所述升降机构上端固定连接在机架正下部，所述升降机构下端两侧设置有抓钩机构。本发明专利技术在爬楼时，抓钩机构通过升降机构伸展而接触楼梯，抓钩机构与履带轮机构共同驱动机器人爬楼，在平地行驶时，抓钩机构通过升降机构收缩而远离地面，履带轮机构驱动机器人移动。本发明专利技术利用抓钩机构克服了履带爬楼动力不足和易磨损楼梯边缘的缺点，有效提升了护理机器爬楼性能，具有安全可靠、稳定舒适、经济实用等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种抓钩辅助的履带式爬楼机器人
本专利技术涉及护理类机器人
，尤其涉及一种抓钩辅助的履带式爬楼机器人。
技术介绍
对于行动不便的老人，楼梯严重限制了他们的日常出行。辅助出行设备由于能帮助老年人出行而备受欢迎，虽然在我国有些公众场合为行走不便者建立了无障碍设施，但由于一些地区的经济发展水平的制约或一些其他条件的限制，导致无障碍设施不能普及。目前公开号为CN105213119A的专利技术专利公开了一种爬楼轮椅，主要包括座椅、行走机构和水平机构，利用行星轮实现了平面与楼梯的移动功能，水平机构实现了爬楼梯时保持座椅水平的功能，但是该种轮椅在爬楼时，上下颠簸较明显，对于老人而言舒适性和安全性较差。公开号为CN108113813A的专利技术专利公开了辅助支承式可折叠式路梯两用车，主要包括椅背架、底部椅轮固定架、可折叠式脚踏架、椅座架和履带式驱动装置，在爬楼时履带提供全部的动力，楼梯边沿容易被磨损，不易爬上较大坡度的楼梯，且没有保持座椅水平的功能。公开号为CN105726232B的专利技术专利公开了基于行走轮摆动的双节双履带爬楼轮椅及上下楼方法，包括轮椅主体、两个行走大轮、履带爬楼机构和大轮摆臂机构，该轮椅虽为双节履带结构，但上下楼时动力全部由履带提供，履带容易磨损楼梯边沿，且爬楼效率较低。目前对于爬楼梯越障轮椅的理论研究较成熟且研发的产品较多，并且其中一部分己经投产使用，但普遍存在安全性较低、制造成本较高、舒适性较差等缺点。对于履带式爬楼轮椅，尚未出现一种抓钩辅助、安全性高的设备，因此，本专利技术旨在研究一种抓钩辅助、舒适安全、稳定性好的爬楼机器人，主要用在老年人家庭、养老机构、医疗机构，帮助老人上下楼。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种克服了履带爬楼动力不足和易磨损楼梯边缘的缺点，以及有效提升了护理机器爬楼性能，从而提高老人舒适感的一种抓钩辅助的履带式爬楼机器人。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术所提出的一种抓钩辅助的履带式爬楼机器人，包括机架、座椅机构、履带轮机构、升降机构和抓钩机构；所述座椅机构设置在所述机架上部，所述履带轮机构通过减震弹簧连接在所述机架下部两侧，所述升降机构上端固定连接在所述机架正下部，所述抓钩机构对称设置在升降机构下端的两侧；所述座椅机构包括依次连接的靠背、坐垫、腿垫、脚垫和联动所述腿垫和脚垫的调姿组件，以及对称设置在所述坐垫两侧的扶手组件；所述靠背与所述坐垫底部通过第一电推缸连接；所述履带轮机构包括前轮和后轮，以及设置在前轮和后轮之间的第一连接板；所述第一连接板上固定设置有第一电机，所述第一连接板通过所述减震弹簧与所述机架连接；所述升降机构包括升降台和设置在升降台正下部的无动力辅助履带轮，以及第四电推缸；所述升降机构上端固定连接在所述机架正下部，所述升降台下端与抓钩支架滑动连接，所述第四电推缸两端分别与所述升降台和所述抓钩支架转动连接，所述升降台下端两侧对称设置有抓钩机构，所述无动力辅助履带轮转动连接在抓钩支架上；所述抓钩机构包括动力链条、第二电机、抓钩支架、轨道组件和抓手组件；所述动力链条由第二电机驱动，所述抓钩支架的前后两端之间分别转动连接有主动轴和从动轴，所述第二电机与主动轴连接，所述动力链条缠绕在所述主动轴和所述从动轴上，所述轨道组件固定连接在所述抓钩支架上，所述轨道组件位于所述动力链条正下部。进一步的，所述调姿组件包括第二电推缸、第一连杆和第二连杆；所述第一连杆固定连接在腿垫底部，所述第二连杆固定连接在脚垫底部，所述第一连杆的一端与所述第二连杆转动连接，所述第一连杆的另一端通过第二电推缸与所述坐垫底部连接；进一步的，所述扶手组件包括扶手、第三连杆和操控按钮；所述扶手分别对称转动连接在靠背左右两侧的中部，所述第三连杆的一端转动连接在坐垫上，另一端与扶手转动连接，所述操控按钮设置在扶手的前端部上方。进一步的，所述坐垫下方固定连接有底板，所述底板后端与机架后端转动连接，所述底板中部通过第三电推缸与所述机架前端连接。进一步的，所述前轮和所述后轮均由履带、支撑板、第一电机、动力辊和若干无动力辊组成，所述支撑板分别设置在履带两侧，所述动力辊均由所述第一电机通过同步带驱动，所述动力辊和无动力辊均转动连接在所述支撑板上，所述前轮和后轮均通过动力辊与所述第一连接板转动连接。进一步的，所述轨道组件包括主轨和对称设置在主轨下部两侧的副轨。进一步的，所述抓手组件包括一端固定连接在所述动力链条上的驱动连杆，和滑动连接在所述轨道组件内的导向连杆，以及转动连接在所述导向连杆一端的抓钩。所述抓钩接触地面的一端为圆柱面，所述导向连杆下部两侧设置有矩形凸台结构，所述导向连杆与所述抓钩的转动连接处设置有扭簧。进一步的，所述抓钩接触地面的一端为圆柱面，所述导向连杆下部两侧设置有矩形凸台结构，且所述导向连杆与所述抓钩的转动连接处设置有扭簧。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术所提出的一种抓钩辅助的履带式爬楼机器人，利用抓钩机构提供辅助的动力，克服了履带爬楼动力不足和易磨损楼梯边缘等缺点，同时所述抓钩机构也降低了机器人爬楼过程中意外下滑的风险，有效提升了护理机器人的爬楼性能，具有安全可靠、稳定舒适、经济实用等优点。附图说明图1是本专利技术所提出的一种抓钩辅助的履带式爬楼机器人一个实施例的整体结构示意图；图2是本专利技术的剖面结构示意图；图3是本专利技术座椅机构的结构示意图；图4是本专利技术座椅机构完全展开状态的结构示意图；图5是本专利技术升降机构与抓钩机构的连接结构示意图；图6是本专利技术抓钩机构的结构示意图；图7是本专利技术抓手组件的爆炸结构示意图；图8是本专利技术履带轮机构的结构示意图；图9是本专利技术爬楼时的工作状态示意图。其中，附图标记：1-机架；2、座椅机构；3-履带轮机构；4-升降机构；5-抓钩机构；11-电控箱；12-中空外壳；13-减震弹簧；21-靠背；22-坐垫；23-腿垫；24-脚垫；25-第一电推缸；26-调姿组件；261-第二电推缸；262-第一连杆；263-第二连杆；27-扶手组件；271-扶手；272-第三连杆；273-操控按钮；28-第三电推缸；29-底板；31-第一连接板；32-第一电机；331-履带；332-支撑板；333-动力辊；334-无动力辊；335-同步带；34-电磁卡锁；4-升降机构；41-升降台；42-无动力辅助履带轮；43-第四电推缸；5-抓钩机构；51-动力链条；511-抓钩支架；512-从动轴；513-主动轴；52-轨道组件；53-抓手组件；54-第二电机；521-主轨；522-副轨；531-驱动连杆；532-导向连杆；533-抓钩；534-扭簧。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抓钩辅助的履带式爬楼机器人，其特征在于：所述机器人包括机架、座椅机构、履带轮机构、升降机构和抓钩机构；所述座椅机构设置在所述机架上部，所述履带轮机构通过减震弹簧连接在所述机架下部两侧，所述升降机构上端固定连接在所述机架正下部，所述抓钩机构对称设置在升降机构下端的两侧；/n所述座椅机构包括依次连接的靠背、坐垫、腿垫、脚垫和联动所述腿垫和脚垫的调姿组件，以及对称设置在所述坐垫两侧的扶手组件；所述靠背与所述坐垫底部通过第一电推缸连接；/n所述履带轮机构包括前轮和后轮，以及设置在前轮和后轮之间的第一连接板；所述第一连接板上固定设置有第一电机，所述第一连接板通过所述减震弹簧与所述机架连接；/n所述升降机构包括升降台和设置在升降台正下部的无动力辅助履带轮，以及第四电推缸；所述升降机构上端固定连接在所述机架正下部，所述升降台下端与抓钩支架滑动连接，所述第四电推缸两端分别与所述升降台和所述抓钩支架转动连接，所述升降台下端两侧对称设置有抓钩机构，所述无动力辅助履带轮转动连接在抓钩支架上；/n所述抓钩机构包括动力链条、第二电机、抓钩支架、轨道组件和抓手组件；所述动力链条由第二电机驱动，所述抓钩支架的前后两端之间分别转动连接有主动轴和从动轴，所述第二电机与主动轴连接，所述动力链条缠绕在所述主动轴和所述从动轴上，所述轨道组件固定连接在所述抓钩支架上，所述轨道组件位于所述动力链条正下部。/n...

【技术特征摘要】
1.一种抓钩辅助的履带式爬楼机器人，其特征在于：所述机器人包括机架、座椅机构、履带轮机构、升降机构和抓钩机构；所述座椅机构设置在所述机架上部，所述履带轮机构通过减震弹簧连接在所述机架下部两侧，所述升降机构上端固定连接在所述机架正下部，所述抓钩机构对称设置在升降机构下端的两侧；
所述座椅机构包括依次连接的靠背、坐垫、腿垫、脚垫和联动所述腿垫和脚垫的调姿组件，以及对称设置在所述坐垫两侧的扶手组件；所述靠背与所述坐垫底部通过第一电推缸连接；
所述履带轮机构包括前轮和后轮，以及设置在前轮和后轮之间的第一连接板；所述第一连接板上固定设置有第一电机，所述第一连接板通过所述减震弹簧与所述机架连接；
所述升降机构包括升降台和设置在升降台正下部的无动力辅助履带轮，以及第四电推缸；所述升降机构上端固定连接在所述机架正下部，所述升降台下端与抓钩支架滑动连接，所述第四电推缸两端分别与所述升降台和所述抓钩支架转动连接，所述升降台下端两侧对称设置有抓钩机构，所述无动力辅助履带轮转动连接在抓钩支架上；
所述抓钩机构包括动力链条、第二电机、抓钩支架、轨道组件和抓手组件；所述动力链条由第二电机驱动，所述抓钩支架的前后两端之间分别转动连接有主动轴和从动轴，所述第二电机与主动轴连接，所述动力链条缠绕在所述主动轴和所述从动轴上，所述轨道组件固定连接在所述抓钩支架上，所述轨道组件位于所述动力链条正下部。


2.根据权利要求1所述的一种抓钩辅助的履带式爬楼机器人，其特征在于：所述调姿组件包括第二电推缸、第一连杆和第二连杆；所述第一连杆固定连接在腿垫底部，所述第二连杆固定连接在脚垫底部，所述第一连杆的一端与所述第二连杆转动连接，所述第一连杆的另一端通过第二电推缸与所述坐垫底部连接。


3.根据权利要求1所述的一种抓钩辅助的履带式爬楼机...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵延治，赵鲸凯，殷玉涵，杨颖，轩诗语，王昊，付玉行，李灿，高路遥，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13