[發(fā)明專利]樓梯自主越障輪

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410036273.1
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103770823A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 孫朝陽;李佳奕;肖林京;朱緒力;沈瀟
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B62B5/02
• 分類號: B62B5/02;B60B19/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本發(fā)明涉及一種樓梯越障裝置，尤其涉及一種樓梯自主越障輪。

背景技術

探測車或者其他移動偵測移動平臺的路面通過能力和越障水平在一定程度上決定了其工作區(qū)域的大小，也對其在復雜環(huán)境下的工作性能有著較大的影響。尤其是對于樓宇內部的消防機器人和探測機器人等，對于爬樓梯等功能有著一定的需求，因此對越障機構，尤其是爬樓梯裝置的研究具有一定的意義。

目前，國內外對越障機構的研究較多，但集中在以下兩種類型：

一種是履帶式的行走機構，主要是利用了履帶的良好路面通過能力。但是該類行走機構，其一方面，存在重量較大，體積也較為龐大等不足；另一方面，對于通過坡度較陡或者的體型較大的障礙物時，其平衡性、穩(wěn)定性較差，也容易出現(xiàn)翻車。

另一種是采用三角輪的爬樓機構，該裝置使用較為方便。但是在使用過程中，需要人力等外力推動，不能實現(xiàn)自主驅動。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是，提供一種結構簡單、受力平衡，具備較好的行走的靈活性及越障功能的智能化樓梯自主越障輪。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的需要解決的技術問題是，如何進行結構上的改進和控制方式的匹配選擇，以使得樓梯梯自主越障輪在自動控制的基礎上具備較好的穩(wěn)定性、平衡性和自主翻越樓梯臺階、自動轉向以及平穩(wěn)行走的技術問題。

本發(fā)明為解決上述技術問題采用的技術方案是，一種樓梯自主越障輪，其特征在于，包括支架、第一驅動輪、第二驅動輪、第三驅動輪、可伸縮的第一電磁推桿、可伸縮的第二電磁推桿和可伸縮的第三電磁推桿；

所述支架包括有三個支腿，所述三個支腿的頭部共用一個端點，該端點為等邊三角形的中心，所述三個支腿的尾部分別位于所述等邊三角形的三個頂點位置；

每個支腿的尾部邊緣處分別設置有通透的軸孔，軸孔的軸線與支腿尾部圓角的軸線同軸，所述第一驅動輪、第二驅動輪和第三驅動輪的輸出軸分別成過盈配合固定在其對應的軸孔內；

以所述等邊三角形的中心為起點，沿相鄰兩個支腿夾角的角平分線上，在所述支架的同側平面上分別開設有凹槽；各凹槽內分別安裝上述可伸縮的第一電磁推桿、可伸縮的第二電磁推桿和可伸縮的第三電磁推桿；

每個驅動輪內均設置有直流變頻調速電機、光電信號傳感器、壓力傳感器、電源開關和蓄電池；

在正常行駛的時候，所述樓梯自主越障輪與地面接觸的第一驅動輪和第二驅動輪上的壓力傳感器檢測到壓力，控制部件控制其電源開關接通以驅動所述直流變頻調速電機轉動，驅動所述第一驅動輪和第二驅動輪進而驅動自主越障輪行走；此時第三驅動輪處于懸空位置，其壓力傳感器檢測到的壓力值為零，控制部件控制其電源開關關閉電源以使第三驅動輪處于靜止狀態(tài)；

當?shù)谝或寗虞喦靶杏龅秸系K時，第一驅動輪空轉打滑，第一光電信號傳感器將信號傳輸給控制部件，控制部件啟動位于第一驅動輪反向延長線的第一電磁推桿伸展出凹槽直至與地面接觸并繼續(xù)伸長直至將整個樓梯自主越障輪頂起進行逆時針翻轉以越過障礙物。

上述技術方案直接帶來的技術效果是，樓梯自主越障輪完全具備自主越障功能，其結構簡單且合理、受力平衡，具備較好的行走的靈活性及越障功能的智能化。

上述樓梯自主越障輪，一方面，樓梯自主越障輪的主體呈等邊三角形對稱結構，保證其在正常行走時，始終處于前后兩輪著地的狀態(tài)，其行走過程中的平穩(wěn)性好；另一方面，其高度智能化，主要表現(xiàn)為，由于引入壓力傳感器，可以智能化驅動該兩個著地輪同時轉動，而懸空輪靜止；由于引入光電信號傳感器，可及時有效檢測到樓梯臺階等障礙物，并配合利用電磁推桿的適時伸縮等技術手段，實現(xiàn)了越障輪的智能化、靈活化的翻轉越障。

作為優(yōu)選，上述各電磁推桿均為活塞式多級推桿。

該優(yōu)選技術方案直接帶來的技術效果是，進一步保證了樓梯自主越障輪工作的靈活性與行走越障的流暢性。

進一步優(yōu)選，上述各凹槽的共用端分別固定設置有三個電磁鐵，各電磁推桿靠近各凹槽的共用端的一端分別固定安裝有永磁鐵；上述各電磁鐵分別通過各自的繼電器與各自的控制部件連接。

該優(yōu)選技術方案直接帶來的技術效果是，控制方式更簡單、制造成本更低廉。

進一步優(yōu)選，上述各驅動輪的外殼表面襯膠或者襯塑。

該優(yōu)選技術方案直接帶來的技術效果是，各驅動輪表面襯有彈性材質，有利于緩沖沖擊，延長各電磁部件和控制部件的使用壽命。