[发明专利]爬楼梯机械装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其是涉及一种爬楼梯机械装置。 

背景技术

随着科学技术的发展和现实中的需要，研究人员研制出了多种能够适应复杂地形的机器人载体，也可以称为移动式机器人，可以在危险、恶劣、有害的场所代替人完成一些工作，比如灾后搜救、野外搜索、环境探测等工作。由于上述作业场所的地形比较复杂，因此对机械结构的行驶能力有很高的要求，如要能上下楼梯、过障碍、转弯半径小等要求。 

目前，多采用履带或履带和轮式相结合的结构来满足上述提出行驶能力的要求，但是在实际使用中还存在着不足。中国专利申请号201010248695.7提出的一种伴随灾情机器人，采用履带的行驶方式，该类机器人大部分时间是在较为平整的地面上行驶，而像上下楼梯、过障碍等复杂地形工作机会较少，而且在攀爬楼梯时的效率和平稳性不够高，特别是在转向时机身容易倾斜，甚至出现翻车现象。同时，履带结构在转向时，履带与其接触面会产生很大的相对滑动，特别是在原地转向的情况下，相对滑动的幅度更大，能够产生较大的摩擦力，因此要求机器人载体的驱动功率较大。而在地表状况比较复杂情况下行驶时，转向会更为困难，常常会出现履带脱落现象，有时甚至会产生驱动电机因长时间过载而烧坏或履带撕裂等问题。 

中国专利CN2186639Y提出的一种适应复杂地形机器人移动载体，其行驶结构为履带和轮式相结合的方式，有效的解决了在复杂地面上转向困难和履带易脱落的问题，在平整地面的行驶效率较高，但是，在攀爬楼梯时效率较低、稳定性不好的问题仍然没有有效解决。 

发明内容

本发明是要提供一种爬楼梯机械装置，该装置可以提高攀爬楼梯的效率，并且能够适应多种复杂的地形，可以作为灾后搜救、野外搜索、环境探测移动机器人的平台。 

为实现上述目的，本发明的技术方案如下： 

一种爬楼梯机械装置，包括前机身、后机身、机身连接部件、四个五星形轮腿、四个直流伺服电机和轮腿固定部件，其特点是：前机身和后机身通过机身连接部件连接为一体，四个五星形轮腿分别通过轮腿固定部件固定在前、后机身两侧上，且每个五星形轮腿与固定在机身上的直流伺服电机传动连接。

五星形轮腿包括五个车轮杆，橡胶轮，车轮体，车轮体外周上均布有五个细长杆，细长杆上可调连接车轮杆，车轮杆前端上装有橡胶轮。 

轮腿固定部件包括电机固定板、轮腿固定板、轮腿轴承座、传动轴、轴承座端盖、轴承a，轮腿固定板与机身固定连接，其直角板前、后两侧分别固定连接轮腿轴承座和电机固定板，轮腿轴承座内通过轴承a安装有传动轴，轮腿轴承座前端装有轴承座端盖，电机固定板后端面上固定连接直流伺服电机，传动轴后端通过联轴器与直流伺服电机输出轴固定连接，传动轴前端与五星形轮腿的车轮体固定连接。 

机身连接部件包括连接轴、连接轴承座、连接板a、连接板b、轴承b、连接板b和连接板a分别固定在前、后机身上，连接板a上固定连接连接轴承座，连接板b上固定连接连接轴，连接轴承座与连接轴之间通过轴承b连接。 

本发明与现有技术比较，其优点和有益效果是： 

整体结构简单，可以根据行驶地表情况的不同，调节五星形轮腿车轮杆的外伸长度，提高运行效率与运行平稳性。本发明提出的一种爬楼梯机械装置，通过控制不同轮腿的驱动电机转动速度与方向，可以实现原地转向，控制方式容易实现。攀爬楼梯时，五星形轮腿每转过一周可以攀爬五个台阶的楼梯，效率很高，前、后机身可以绕连接轴的轴线自由转动，提高了在攀爬楼梯过程中的行驶平稳性。

附图说明

图1是本发明的结构立体示意图； 

图2是机身连接部件的结构剖视图；

图3是轮腿固定部件的结构剖视图；

图4是五星形轮腿的车轮体结构示意图；

图5是图4中沿A-A的剖视图；

图6是五星形轮腿的车轮杆结构示意图；

图7传动轴的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。 

如图1，3所示，本发明的爬楼梯机械装置，包括前机身1、后机身4、机身连接部件、四个五星形轮腿、四个直流伺服电机3和轮腿固定部件。