[发明专利]一种爬楼机器人小车

说明书

本发明公开了一种爬楼机器人小车，包括车架，车架上设有平地驱动电机、翻转驱动电机、Ⅰ类传动轴和Ⅱ类传动轴，车架的两侧设有轮系，轮系包括轮板、车轮、内支撑轴、外支撑轴和齿轮组，轮板为十字形，外支撑轴与轮板固定连接，轮板的四个角上均设有车轮，内支撑轴穿过外支撑轴并通过齿轮组与车轮传动连接，内支撑轴与Ⅰ类传动轴传动连接，Ⅰ类传动轴与平地驱动电机传动连接，外支撑轴与Ⅱ类传动轴传动连接，Ⅱ类传动轴与翻转驱动电机传动链接。本发明具有结构清晰、控制简单等优点，能够实现避障、爬楼等功能，可以用于探查、救灾、导盲、助残、搬运、清扫、维修、安装等领域。

技术领域

本发明专利属于机电一体化领域，具体涉及一种爬楼机器人小车，也可以用于探查、救灾、导盲、助残、搬运、清扫、维修、安装等领域。

背景技术

楼梯是人们日常生产生活中最常见的障碍,也是智能机器人最难跨越的障碍之一。针对各种不同的运动环境，研究不同的爬楼机构对于实现智能机器人发现障碍、提出应对措施、调整行驶路线以完成预定任务具有重要意义。目前国内外主要有履带式、轮组式、步进式等三种爬楼机构，其中履带式移动速度快、复杂程度一般；轮组式移动速度快、能耗小、结构简单；步进式移动慢、能耗大、结构和控制复杂。因此在现代运输业中轮组式的机构优势便日益突出。且三轮式与四轮式的轮组机构技术比较成熟，但在总体传动路线布置、自动反馈控制等方面的研究仍有待探索。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种爬楼机器人小车。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种爬楼机器人小车，包括车架，所述车架上设有平地驱动电机、翻转驱动电机、Ⅰ类传动轴和Ⅱ类传动轴，所述车架的两侧设有轮系，所述轮系包括轮板、车轮、内支撑轴、外支撑轴和齿轮组，所述轮板为十字形，所述外支撑轴与所述轮板固定连接，所述轮板的四个角上均设有车轮，所述内支撑轴穿过所述外支撑轴并通过齿轮组与所述车轮传动连接，所述内支撑轴与所述Ⅰ类传动轴传动连接，所述Ⅰ类传动轴与所述平地驱动电机传动连接，所述外支撑轴与所述Ⅱ类传动轴传动连接，所述Ⅱ类传动轴与所述翻转驱动电机传动链接。

作为优选，所述齿轮组包括中心齿轮、过度齿轮和车轮齿轮，所述中心齿轮与所述内支撑轴固定连接，所述车轮齿轮与所述车轮固定连接，所述车轮齿轮通过过度齿轮与所述中心齿轮啮合。

作为优选，所述内支撑轴空套在所述外支撑轴内并通过轴承与所述轮板可转动连接。

作为优选，所述平地驱动电机通过锥齿轮与所述Ⅰ类传动轴啮合，所述Ⅰ类传动轴通过锥齿轮与所述轮系的内支撑轴啮合。

作为优选，翻转驱动电机通过锥齿轮与所述Ⅱ类传动轴啮合，所述Ⅱ类传动轴通过锥齿轮与所述轮系的外支撑轴啮合。

作为优选，所述轮系共有四个，分别两两对称的设置在车架的两侧。

作为优选，所述车架上设有控制器，所述平地驱动电机和翻转驱动电机均由所述控制器控制。

作为优选，所述车架上设有测距装置，所述测距装置与所述控制器相连。

作为优选，所述测距装置为红外传感器和/或超声波测距传感器。

作为优选，所述控制器为单片机。

本发明的有益效果是：

本发明采用四轮行星轮式爬楼机构。通过一个电机控制一个轮系的方式实现小车的前进、爬楼和转向等基本运动。使用超声波测距传感器、红外传感器、角度传感器等探测外界障碍物数据，传送到单片机计算并输出相应的脉冲信号控制电机的转向和转速以实现避障、爬楼等功能。总体采用车架正面布置电源和各种传感器、控制电路等，反面安装轴承座、轮系、传动轴和电机等机械结构的布局思路。本发明具有结构清晰、控制简单等优点，能够实现避障、爬楼等功能，可以用于探查、救灾、导盲、助残、搬运、清扫、维修、安装等领域。