一种载人爬楼梯机器人及其爬楼方法技术

本发明专利技术公开了一种载人爬楼机器人，包括底盘系统、驱动系统、座椅系统、缓冲系统和控制系统；底盘系统包括轨道、链式履带，在底盘上设置有驱动电机；座椅一端铰接在底盘上，另一端与调节螺杆螺纹配合，缓冲系统包括缓冲电机、缓冲丝杠和缓冲支臂，在缓冲支臂上还设置有缓冲轮；所述控制系统用于控制驱动电机、调节电机、缓冲电机的转速和方向。本结构采用链式履带和轨道，运动时阻力小，可以实现平地行走与爬楼梯共为一体，取代轮履机构。上下楼梯时为了防止前后翻仰，设计了平层缓冲系统，缓冲器把爬楼梯机准确接入缓步平台。设置了座椅调节系统，无论楼梯的坡度多大，座椅始终保持水平状态，大大提高了乘坐的舒适性。大大提高了乘坐的舒适性。大大提高了乘坐的舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种载人爬楼梯机器人及其爬楼方法


[0001]本专利技术属于爬楼机械
，具体涉及一种载人爬楼机器人及其爬楼方法。

技术介绍

[0002]目前中国仍有近一半的城市居民仍住在7层以下没有电梯的建筑，日常出行首先要面对爬楼的问题。对于青壮年来说，负担不大，而对于老年人或特殊人群，则带来极大的不便。
[0003]为了应付上述问题，出现了爬楼机器，可带人或轮椅上楼。目前市场的爬楼梯机种类比较多，有轮式的、橡胶履带式的，还有轮履结合式的。但轮式的在上楼的过程中，平衡性差，安全性差，且乘坐的舒适性差，容易造成轮椅上的人员从轮椅上掉落，需要专人陪护下才能进行爬楼，从而增加了人力消耗。橡胶履带式的以及轮履结合式的的爬楼设备，体积较大，转弯不方便，且在平地时的速度过低，导致其功能性单一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种载人爬楼机器人及其爬楼方法，以解决现有技术中的问题。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种载人爬楼机器人，其特征在于：包括底盘系统、驱动系统、座椅系统、缓冲系统和控制系统；所述底盘系统包括轨道、设置在轨道外侧的链式履带，底盘通过减震器与轨道相配合；在底盘上设置有驱动电机，所述驱动电机通过驱动轴和驱动齿轮与链式履带相配合；所述座椅系统包括座椅，座椅一端铰接在底盘上，另一端与调节螺杆螺纹配合，调节螺杆的另一端铰接在座椅调节电机的输出端；所述缓冲系统包括缓冲电机、缓冲丝杠和缓冲支臂，所述缓冲支臂为弧形，一端铰接在底盘上，缓冲电机通过缓冲电机支架固定在底盘上，缓冲丝杠的一端与缓冲支臂中部旋接，缓冲丝杠还与缓冲电机相配合，在缓冲支臂上还设置有缓冲轮；所述控制系统用于控制驱动电机、调节电机、缓冲电机的转速和方向。
[0006]进一步的：还包括电瓶，所述电瓶分别与驱动电机、调节电机、缓冲电机电性连接。
[0007]进一步的：所述轨道一端为向上的弧形，在轨道的周向设置有滑槽，所述链式履带滑接在滑槽内，在轨道的端部还设置有用于调节链式履带松紧的张力器。
[0008]进一步的：所述链式履带包括链节和链轴，在链节上间隔设置有“凵”形的链板，在链板上铆接有橡胶履带脚，所述链轴的两端设置有轴承，轴承与轨道上的凹槽相配合。
[0009]进一步的：所述减震器包括固定芯轴，在固定芯轴上套设有减震弹簧，所述底盘上设置有多个耳部，耳部套设在固定芯轴外侧且位于减震弹簧上端，并与固定芯轴滑接配合。
[0010]本专利技术还提供了一种载人爬楼机器人的爬楼方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤1，判断爬楼机器人的状态，上楼进行步骤2，下楼进行步骤3；步骤2，将后端对准楼梯，履带运行，后端履带与楼梯接触并上升，带动水平部分与楼梯接触，此时，座椅调节电机动作，带动调节螺杆转动，使座椅处于水平状态；爬楼机器人爬至
楼梯终端时，后端悬空，此时缓冲电机启动，带动缓冲丝杠动作，进而带动缓冲支臂伸出，并与地面接触，且在爬楼机器人上升过程中始终与地面接触，直到爬楼机器人重心超过楼梯位置，缓慢收起缓冲支臂，使履带处于水平状态，此时，座椅调节电机同时动作，带动调节螺杆转动，使座椅处于水平状态，完成上楼梯过程；步骤3，将前端对准楼梯，缓冲支臂升起，使履带的倾角与楼梯相一致，同时调节座椅水平，然后启动履带向下运行，并缓慢收起缓冲支臂，至机器人超过楼梯位置时，完全收起缓冲支臂，继续在履带的带动下至机器人处于完全水平状态，完成下楼梯过程。
[0011]进一步的：在座椅下侧设置有倾角传感器，倾角传感器检测座椅的倾角，并根据检测到的数值，控制座椅调节电机，使座椅趋向水平。
[0012]本专利技术的优点是：本结构采用链式履带和轨道相配合，运动时阻力小，可以实现平地行走与爬楼梯共为一体，取代轮履机构。上下楼梯时为了防止前后翻仰，设计了平层缓冲系统，缓冲器把爬楼梯机准确接入缓步平台。设置了座椅调节系统，无论楼梯的坡度多大，座椅始终保持水平状态，更适合乘坐。本结构可以平地快速运动又可以爬楼梯，兼顾了轮履机构的便利，同时又简化了轮履系统的复杂性。爬楼梯机器人的双履带分别控制，可以实现零转弯半径转弯，使用方便可靠。
附图说明
[0013]图1 是本专利技术整车具体结构示意图；图2 是本专利技术座椅平衡调节机构示意图；图3 是本专利技术平层缓冲器机构示意图；图4 是本专利技术链式履带和轨道示意图；图 5 爬楼梯机底视图；图6链式履带、轨道剖视结构示意图。
[0014]附图标记说明：1为底盘、2为轨道、3为履带、4为减震器、5为驱动电机、6为座椅、7为调节螺杆、8为调节电机、9为缓冲电机、10为缓冲丝杠、11为缓冲支臂、12为缓冲轮、13为电瓶、14为滑槽、15为张力器、16为链节、17为链轴、18为链板、19为履带脚、20为轴承、21为固定芯轴、22为减震弹簧、23为耳部、24为把手。
具体实施方式
[0015]如图1-6所示为本专利技术一种载人爬楼机器人，包括底盘系统、驱动系统、座椅系统、缓冲系统和控制系统；所述底盘系统包括底盘1、设置在底盘两侧的两条轨道2、设置在轨道外侧的链式履带3，底盘通过减震器4与轨道相配合；在底盘上设置有分别与两条轨道相配合的两组驱动电机5，所述驱动电机通过驱动轴和驱动齿轮与链式履带相配合；所述座椅系统包括座椅6（图中为座椅骨架，可在其上固定座椅，也可直接坐上），座椅一端铰接在底盘上，另一端与调节螺杆7螺纹配合构成丝杠调节副，调节螺杆的另一端铰接在座椅调节电机8的输出端，通过调节电机带动调节螺杆旋转进而带动座椅的一端升降，从而实现座椅倾斜角度的调整；所述缓冲系统包括缓冲电机9、缓冲丝杠10和缓冲支臂11，所述缓冲支臂为弧形，一端铰接在底盘上，缓冲电机通过缓冲电机支架固定在底盘上，缓冲丝杠的一端与缓冲支臂中部旋接，缓冲丝杠还与缓冲电机相配合构成调节副，在缓冲支臂上还设置有缓冲轮
12，缓冲轮通过缓冲轮轴设置在缓冲支臂上；所述控制系统用于控制驱动电机、调节电机、缓冲电机的转速和方向，控制系统的控制端位于本结构的把手24上。
[0016]优选的：还包括电瓶13，所述电瓶分别与驱动电机、调节电机、缓冲电机电性连接，用于提供驱动能源。
[0017]优选的：所述轨道一端为向上的弧形，在轨道的周向设置有滑槽14，所述链式履带滑接在滑槽内，在轨道的端部还设置有用于调节链式履带松紧的张力器15。
[0018]优选的：所述链式履带包括链节16和链轴17，在链节上间隔设置有“凵”形的链板18，在链板上铆接有橡胶履带脚19，所述链轴的两端设置有轴承20，轴承与轨道上的凹槽相配合。
[0019]优选的：所述减震器包括固定芯轴21，在固定芯轴上套设有减震弹簧22，所述底盘上设置有多个耳部23，耳部套设在固定芯轴外侧且位于减震弹簧上端，并与固定芯轴滑接配合，底盘通过耳部与减震弹簧的配合，实现了良好的缓冲减震。同时，驱动电机及驱动齿轮位于轨道的翘起部分的上部，底盘相对减震弹簧的少量位移，不会影响驱动齿轮与链条的配合以及驱动。
[0020]本专利技术所述结构，运动机构采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种载人爬楼机器人，其特征在于：包括底盘系统、驱动系统、座椅系统、缓冲系统和控制系统；所述底盘系统包括轨道、设置在轨道外侧的链式履带，底盘通过减震器与轨道相配合；在底盘上设置有驱动电机，所述驱动电机通过驱动轴和驱动齿轮与链式履带相配合；所述座椅系统包括座椅，座椅一端铰接在底盘上，另一端与调节螺杆螺纹配合，调节螺杆的另一端铰接在座椅调节电机的输出端；所述缓冲系统包括缓冲电机、缓冲丝杠和缓冲支臂，所述缓冲支臂为弧形，一端铰接在底盘上，缓冲电机通过缓冲电机支架固定在底盘上，缓冲丝杠的一端与缓冲支臂中部旋接，缓冲丝杠还与缓冲电机相配合，在缓冲支臂上还设置有缓冲轮；所述控制系统用于控制驱动电机、调节电机、缓冲电机的转速和方向。2.根据权利要求1所述的载人爬楼机器人，其特征在于：还包括电瓶，所述电瓶分别与驱动电机、调节电机、缓冲电机电性连接。3.根据权利要求1所述的载人爬楼机器人，其特征在于：所述轨道一端为向上的弧形，在轨道的周向设置有滑槽，所述链式履带滑接在滑槽内，在轨道的端部还设置有用于调节链式履带松紧的张力器。4.根据权利要求1所述的载人爬楼机器人，其特征在于：所述链式履带包括链节和链轴，在链节上间隔设置有“凵”形的链板，在链板上铆接有橡胶履带脚，所述链轴的两端设置有轴承，轴承与轨道上的凹槽相配合。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：段刚，
申请(专利权)人：段刚，
类型：发明
国别省市：