[发明专利]一种微小型翻转爬楼梯机器人

说明书

技术领域

本发明涉及侦查、搜救、探测等领域，具体涉及一种微小型翻转爬楼梯机器人。

背景技术

微小型地面移动机器人由于其能在复杂、狭窄、危险的区域工作，被广泛应用于侦查、搜救、探测等领域。目前，微小型地面移动机器人的主要工作模式是操作者将机器人放置或投至在目标附近，通过遥控或者遥操作的工作方式达到预期的效果。由此可见，便携性和越障性能是评价微小型地面移动机器人的重要指标，因此在此类机器人设计过程中，对微小型地面移动机器人的体积、质量及机构方面的设计提出了严格的要求。

目前，微小型地面移动机器人一般具有便于携带的特点，其中一些微小型地面移动机器人具有一定的越障性能，但均不能攀越楼梯、废墟等障碍物。在城市环境中，楼梯作为一种常见的障碍，通常情况下目标所在楼层是不确定的，因此需要微小型地面移动机器人具有翻转爬楼梯功能，从而完成任务。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种微小型翻转爬楼梯机器人，微小型翻转爬楼梯机器人在现有机器人技术上，增加摆臂组件和翻转驱动组件，改变原有的动力传递方式，使得其以底盘翻转的方式完成爬楼梯的功能。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种微小型翻转式爬楼梯机器人，包括壳体、前轮、后轮、控制模块、电源、行驶电机、行驶电机支架、同步带、同步带轮和传动轴；

还包括，翻转驱动组件和摆臂组件；

所述控制模块根据外部指令选择行驶电机或翻转驱动组件；

连接关系：行驶电机通过电机支架固联于壳体内部，同步带轮与传动轴(10)固联，行驶电机通过传动轴带动同步带轮旋转，同步带轮通过同步带将运动传递到后轮；翻转驱动组件固定在壳体内部并驱动与其固连的摆臂组件绕平行于行驶电机轴线的轴旋转。

所述翻转驱动组件包括翻转电机，翻转电机支架，主动轮，从动轮，翻转轴，所述摆臂组件具体包括摆臂，摆臂耳轴和横梁；摆臂的左摆臂和右摆臂分别与翻转轴的两端固定连接，左摆臂和右摆臂之间连接横梁。

所述翻转电机采用具备关节模式和无限旋转模式的舵机。

平地行驶模式下，行驶电机通过传动轴带动同步带轮旋转，同步带轮通过同步带将运动传递到后轮，完成平地机动动作。

翻转模式下，翻转电机通过主动轮将扭矩和转速传递到从动轮，从动轮带动翻转轴转动，翻转抽通过摆臂耳轴，将扭矩传递给摆臂，使得带动摆臂绕翻转轴转动；此时，摆臂与机器人本体发生相对转动，摆臂的自由端接触地面，迫使后轮上抬，机器人本体以前轮着地点为旋转中心旋转，直到机器人本体重心位置越过前轮着地点，在重力作用下机器人本体落向地面，机器人本体完成180°翻转。

机器人能成功攀爬楼梯要求为：其中，l为机器人本体前后轮轴距，H为台阶高度。

有益效果：

可以看出，本发明提供的微型翻转爬楼梯机器人，基于机器人较小的整体尺寸，增加摆臂组件和翻转驱动组件，改变原有的动力传递方式，使得可以完成较大的翻转运动，借助这种翻转运动，实现爬楼梯的功能。

附图说明

图1为机器人整体结构图。

图2为机器人整体结构图(去掉顶盖)。

图3为行驶驱动组件结构图。

图4为翻转驱动组件结构图。

图5为摆臂组件结构图。

图6为机器人系统框图。

图7为机器人爬楼梯过程图。

其中，1-壳体，2-前轮，3-后轮，4-控制电路，5-电源，6-行驶电机，7-行驶电机支架，8-同步带，9-同步带轮，10-传动轴，11-翻转电机，12-翻转电机支架，13-主动轮，14-从动轮，15-翻转轴，16-摆臂，17-摆臂耳轴，18-横梁

具体实施方式

本发明提供了一种微小型翻转爬楼梯机器人，其核心思想是在普通轮式底盘的基础上，加装了摆臂组件和翻转驱动组件，改变行驶中动力传递的方式，使得微小型机器人具有爬楼梯的功能。

下面结合附图并举实施例，对本发明的进行详细描述：

如图1所示，一种微小型翻转盘楼梯机器人，其结构包括：壳体1，前轮2，后轮3，控制模块4，电源5，行驶电机6，行驶电机支架7，同步带8，同步带轮9，传动轴10，翻转驱动组件和摆臂组件。