爬楼机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种爬楼机器人。该爬楼机器人包括有一块载物平板、可折起的轮脚、支脚、水平伸缩式轨道、自动控制器及液压单元。所述可折起的轮脚与平板底部相连；所述支脚由内外相套的液压筒构成，与平板底部相连；所述水平伸缩式轨道分成两组，安装在平板底部内、外两侧，所述轨道由内外两个套筒组成；所述自动控制器包括有微控制器、水平位置检测器、传感器、控制电路、电控开关、阀门、电源；所述液压单元是由液压泵、三段式和二段式液压活塞杆、液压管路以及电控液压阀门组成。本实用新型专利技术可以载重物上楼，便利人们搬家、日常购物或移动家具，也可用作老年人及残疾人自动上楼工具。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
爬楼机器人
本技术涉及一种智能控制机器人，特别是一种爬楼机器人。
技术介绍
至今为止，国内和国际市场上还没有真正可用的会载重物爬楼的产品。目前，市场上的会载重物爬楼的产品主要都是使用轮子，载物用的平板通常会倾斜，给人一种不安全感。使用这种产品有不少失败的实例包括被载物(或人)翻倒的结果。最近的唯一一项通过美国FDA批准的爬楼轮椅仍然使用轮子，坐位也有时不在水平位置，仍然可能会出故障且价格极其昂贵。
技术实现思路
本技术专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种爬楼机器人。该设备包括一块载物平板，两组分四条紧贴安装在平板底部的滑道，及安装在滑道末端的8个可伸展最长至3倍于一级楼梯高的支脚。依靠支脚依次交替垂直伸缩及平板平行移动，达到推动载物平板一级级上下楼的目的。本技术采用的技术方案是：一种爬楼机器人，由机械结构部分、自动控制器和液压单元组成。机械结构部分包括有一块载物平板、可折起的轮脚、支脚、水平伸缩式轨道；所述可折起的轮脚与平板底部相连；所述支脚由内外相套的液压筒构成，与平板底部相连；所述水平伸缩式轨道分成两组，安装在平板底部内、外两侧，所述轨道由内外两个套筒组成；所述自动控制器包括有微控制器、水平位置检测器、传感器、控制电路、电控开关、阀门、电源；所述液压单元是由液压泵、三段式和二段式液压活塞杆、液压管路以及电控液压阀门组成。进一步地，所述爬楼机器人的载物平板上安装有水平位置检测器和平板水平移动到位传感器。进一步地，所述爬楼机器人的载物平板上安有控制键。进一步地，所述爬楼机器人的载物平板上安装可折起的把手。进一步地，所述爬楼机器人的可折起的轮脚上设置有调节高度用的螺旋及锁定装置。进一步地，所述爬楼机器人的支脚上安装有支脚落地传感器。进一步地，所述爬楼机器人的轨道外套筒前部末端和内套筒后部末端装-->有位移传感器。本技术的自动控制器通过液压泵和阀门对各个液压活塞杆的伸长长度及水平滑道进行程序控制，完成系统上下楼梯的动作。采用本技术提供的技术方案，可以载重物上下楼，便利人们搬家、日常购物或移动家具，也可用作老年人及残疾人自动上下楼工具。该设备采取全新的构思，使用无滚动固定支脚，稳定可靠。该设备使用24伏可充电电池。电池可从平板后部移出以减轻整体重量。该设备轨道及支脚为可控液压部件。所有移动步骤皆由微控制器操纵。本系统采用微控制器实现全自动控制。系统选用高可靠、抗干扰电子器件，以保证系统工作的稳定可靠。为避免单个部件失效，平板上安装有水平位置检测器。一旦平板偏离水平位置，微控制器即刻处理检测器送来的信号，停止所有部件继续移动。除水平检测外，该设备还装有支脚落地传感器、位移传感器及平板水平移动到位传感器，以监测所有运动步骤的执行，确保设备的安全性。附图说明图1为本技术外形图。图2为本技术载物平板的底面示意图。图3为本技术跨在楼梯上的侧视图。图4为流程图。图号说明：1……载物平板  2……轮脚  3……支脚  4……内轨道  5……外轨道6……把手  7……电池盒  8……自动控制器  9……位移传感器  10……支脚落地传感器  11……水平位置检测器  A……左滑道外轨道前脚  A’……左滑道外轨道后脚  A”……右滑道外轨道前脚  A……右滑道外轨道后脚B……左滑道内轨道前脚  B’……左滑道内轨道后脚  B”……右滑道内轨道前脚  B……右滑道内轨道后脚具体实施方式下面结合附图说明本技术的具体实施方式。如图1所示，一种爬楼机器人，包括有一块载物平板1，四个可折起的轮脚2与平板1底部相连，用于平地运输。轮脚的高度设置用螺旋调节并可锁定，以便根据楼梯每阶的不同高度作适当调整。轮脚的总长略高于梯阶的高度，以便在轮脚放下时能让设备顺利滚动。支脚3由内外相套的液压筒构成，与平板1底部相连。在载物平板1上，有水平位置检测器11、平板水平移动到位传感器和把手6。把手6是一个可折起的把手，便于在平地拉动该项设备。-->支脚落地传感器10装在支脚3底部。如图2，四条水平伸缩式轨道分成两组，安装在平板底部外侧的称为A组，安装在内侧的称为B组。电池安装盒7和自动控制器8放在载物平板中间。每一轨道由内外两个套筒组成内轨道4、外轨道5，轨道的伸缩由微机控制。外套筒前部末端和内套筒后部末端安有位移传感器9。两组内轨道顶端的横杆用于手动同时将两条轨道拉出推进。A组左滑道前端的支脚安装在外套筒前端叫做A，左滑道后端的支脚安装在内套筒后端叫做A’，右滑道前端的支脚叫做A”，后端的支脚叫做A。类似地，B组左滑道前端的支脚叫做B，后端的支脚叫做B’，右滑道前端的支脚叫做B”，后端的支脚叫做B。电池可从平板后方拉出。自动控制器的控制板8安装在电池盒7前部并有盖板。如图3，两边的直线意指前后两组支脚，轨道及支脚的伸缩过程由微处理器控制。自动控制部分中详细阐述了上下楼的实现过程。平板上安有  “开始”、“结束”、“上楼”、“下楼”等控制键。上下楼结束后，放下轮脚，设备可在平地上滚动。自动控制器由微控制器(MCU)、水平位置检测器、传感器、控制电路、电控开关、阀门和5/12伏电源。本技术的机械部分采用液压系统，由一个液压泵、八个三段式和两个二段式液压活塞杆、液压管路、以及机电控液压阀门组成。自动控制器通过液压泵和阀门对各个液压活塞杆的伸长长度及水平滑道进行程序控制，完成系统上下楼梯的动作。由八个三段式液压活塞杆构成的两组四对支撑脚底部均装有支脚落地传感器，以便自动控制器随时掌握各支撑脚是否触地。自动控制器由微控制器内置嵌入式程序构成，控制两组四对液压支撑脚垂直的交替伸长或缩短，以及水平轨道的前后移动。开始动作时，首先检测电池，若发现电量不足，发出预警信号。在运动过程中，实时处理传感器送来的数据，检测系统运行过程中水平、垂直方向的动态平衡，并因此控制液压件的移动或停止。微控制器记忆前次动作状态。控制程序中含有实时检测部分，监测液压泵、管路、阀门、及电池电压是否处于正常工作状态。若发现任何液压动态平衡的异状，启动报警及动作锁定功能。微控制器具有开机自检、故障报警及安全自锁的功能，以确保系统持续动作过程中的安全、稳定、可靠性。开机、关机、上下楼选择、暂停命令可由电控开关发出，进入微控制器的中断程序，进而控制系统的动作。控制过程如图4所示：上楼控制流程简述：(1)开始。(2)收起轮脚。-->(3)提升A组四脚。提升过程中随时监测水平位置。若发现异常状况，报警且停止动作。过程持续到A组提升到位。(4)B组轨道水平前移，并检测移动是否到位。(5)B组四脚垂直下落，并检测各脚是否触地。(6)载物平板水平前移，重心移到B组四支撑脚上，并检测移动是否到位。(7)提升A组四脚。(8)A组轨道水平前移，并检测移动是否到位。(9)A组四脚垂直下落并检测各脚是否触地。此时，载物平板的重心同时落于A组及B组支撑脚上。(10)检测上楼动作是否完成。若已完成，执行(11)；若尚未完成，返回(3)。(11)A、B各脚下降至原位，释放轮脚。(12)上楼结束。下楼控制反之亦然。本技术的自动控制器、液压单元、水平位置检测器、落地检测及平板水平移动到位检测装置及控制键均是成型产品。以上所述仅是本技术具体实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种爬楼机器人，包括有一块载物平板，其特征在于：所述爬楼机器人还包括有可折起的轮脚、支脚、水平伸缩式轨道、自动控制器及液压单元；所述可折起的轮脚与平板底部相连；所述支脚由内外相套的液压筒构成，与平板底部相连；所述水平伸缩式轨道分成两组，安装在平板底部内、外两侧，所述轨道由内外两个套筒组成；所述自动控制器包括有微控制器、水平位置检测器、传感器、控制电路、电控开关、阀门、电源；所述液压单元是由液压泵、三段式和二段式液压活塞杆、液压管路以及电控液压阀门组成。

【技术特征摘要】
1、一种爬楼机器人，包括有一块载物平板，其特征在于：所述爬楼机器人还包括有可折起的轮脚、支脚、水平伸缩式轨道、自动控制器及液压单元；所述可折起的轮脚与平板底部相连；所述支脚由内外相套的液压筒构成，与平板底部相连；所述水平伸缩式轨道分成两组，安装在平板底部内、外两侧，所述轨道由内外两个套筒组成；所述自动控制器包括有微控制器、水平位置检测器、传感器、控制电路、电控开关、阀门、电源；所述液压单元是由液压泵、三段式和二段式液压活塞杆、液压管路以及电控液压阀门组成。2、如权利要求1所述的爬楼机器人，其特征在于：所述爬楼机器人的载物平板上安装有...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵婉如，姚晶，
申请(专利权)人：黄亚红，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]