本實用新型屬于機器人領域,特別涉及一種上下階梯機器人。
背景技術:
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目前國內外現有的爬樓梯裝置,按爬樓梯功能實現的原理主要分為履帶式、輪組式、步行式以及其他附加輔助式爬樓梯裝置。履帶式結構傳動效率比較高,行走時重心波動很小,運動非常平穩,且使用地形范圍較廣,在一些不規則的樓梯上也能使用。它除了具備爬樓梯功能外,也能作為普通的電動輪椅使用。但是這類裝置仍存在很多不足之處;重量大、運動不夠靈活、爬樓時在樓梯邊緣造成巨大的壓力,對樓梯有一定的損壞;且平地使用所受阻力較大,而且轉彎不方便,這些問題限制了其在日常生活中的推廣使用。輪組式爬樓梯裝置按輪組中使用小輪的個數可分為兩輪組式、三輪組式以及四輪組式,單輪組式結構穩定性較差,在爬樓過程中需要有人協助才能保證重心的穩定;而雙輪組式雖能實現自主爬樓,但由于其體積龐大且偏重,上下樓梯時平穩性不高,重心起伏較大,影響了它的使用范圍。雖然我國對攀越障礙機器人有很多的研究,但由于受到體積、重量、穩定性及安全性的限制,還沒有產品真正投入使用。
技術實現要素:
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為了克服現有技術的缺點,本實用新型設計了一種上下階梯機器人,在上下臺階過程中穩定性高、使用安全性高、結構簡單、成本低,能適用于室內外樓梯、臺階的多功能爬樓梯裝置。
上下階梯機器人包括機架、行走裝置、傳動裝置、減速器、控制裝置;所述的行走裝置包括四個輪組、傳動軸和軸承,輪組采用星行輪組結構,每個輪組包括四個輪子和一個十字型輪架,四個輪子安裝在十字型輪架四端;傳動軸分為主傳動軸和被動傳動軸,傳動軸兩端配裝有輪組并安裝在軸承上:所述的傳動裝置包括鏈輪和鏈條,鏈輪固定安裝在傳動軸上,鏈條與鏈輪配裝,傳動裝置安裝在機架底部;減速器固定安裝在機架上方;所述的控制裝置包括電源、電機、遙控器以及控制電路;電源固定安裝在機架上,電源通過控制電線與電機連接。
優選的,減速器為蝸輪蝸桿減速器,蝸輪蝸桿減速器通過聯軸器與鏈輪連接,通過鏈條將動力傳輸至傳動軸帶動輪組轉動。
優選的,鏈輪包括三個鏈輪,分為與減速器相連的減速器傳動鏈輪,安裝在主傳動軸上的主傳動鏈輪,安裝在被動傳動軸上的被動傳動鏈輪。
優選的,電機通過聯軸器與減速器連接。
優選的,電源為充電電池。
優選的,電機為無刷直流電機。
優選的,機架上還固定安裝有接收器和熔斷器。
優選的,上下階梯機器人的整體尺寸與輪組尺寸的設置以普通住宅樓梯尺寸的要求為基準。
上下階梯機器人結構簡單、穩定性高、使用安全性高、成本低,能適用于室內外樓梯、臺階的多功能爬樓梯裝置。
附圖說明:
圖1為上下階梯機器人結構示意圖一。
圖2為上下階梯機器人結構示意圖二。
圖中:機架1、輪子2、十字型輪架3、被動傳動軸4、聯軸器5、電機6、減速器傳動鏈輪7、軸承8、減速器9、電源10、電線11、熔斷器12、鏈條13、接收器14、主傳動鏈輪15、被動傳動鏈輪16、主傳動軸17。
具體實施方式:
請同時參閱圖1圖2,上下階梯機器人包括機架1、行走裝置、傳動裝置、減速器9、控制裝置;所述的行走裝置包括四個輪組、傳動軸和軸承,輪組采用星行輪組結構,每個輪組包括四個輪子2和一個十字型輪架3,四個輪子2安裝在十字型輪架3四端;傳動軸分為主傳動軸17和被動傳動軸4,傳動軸兩端配裝有輪組并安裝在軸承8上,行走裝置安裝在機架1下方兩側:所述的傳動裝置包括鏈輪和鏈條13,鏈輪固定安裝在傳動軸上,鏈條13與鏈輪配裝,傳動裝置安裝在機架1底部;減速器9固定安裝在機架1上方,減速器9為蝸輪蝸桿減速器,蝸輪蝸桿減速器9通過聯軸器5與鏈輪連接,通過鏈條13將動力傳輸至傳動軸帶動輪組轉動,鏈輪包括三個鏈輪,分為與減速器9相連的減速器鏈輪7,安裝在主傳動軸17上的主傳動鏈輪15,安裝在被動傳動軸4上的被動鏈輪16。所述的控制裝置包括電源10、電機6、遙控器以及電線11;電源10固定安裝在機架1上,電源10通過控制電線11與電機6連接,電機6通過聯軸器與減速器9連接,所述的電源10為充電電池。所述的電機6為無刷直流電機。機架上還固定安裝有接收器14和熔斷器12,遙控器發出信號指令,接收器14接收到信號通過控制電路控制整個上下階梯機器人運動。所述的機架1為可以伸縮的機架。熔斷器12的作用當電路發生故障或異常時,伴隨著電流不斷升高,并且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件,也有可能燒毀電路甚至造成火災。若電路中正確地安置了熔斷器,那么,熔斷器就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時候,自身熔斷切斷電流,從而起到保護電路安全運行的作用。
上下階梯機器人的整體尺寸與輪組尺寸的設置以普通住宅樓梯尺寸的要求為基準。
具體實施流程:
當遙控器發出信號指示,上下階梯機器人上的接收器14接收到信號后,將信號傳入到整個控制電路來控制整個上下臺階機器人。電機6帶動減速器9運轉,減速器9帶動第一鏈輪7轉動,第一鏈輪7通過鏈條13將動力輸入到第二鏈輪15和第三鏈輪16,第二鏈輪15和第三鏈輪16帶動前傳動軸17和后傳動軸4,前傳動軸17和后傳動軸4帶動輪組轉動,從而驅動整個上下階梯機器人運動。