[發明專利]一種既能移動又能爬樓的載物機器人

有效

• 申請號: 201710484507.2
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107640235B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 李瑞琴;許鎧通;梁世杰;張建偉
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B62D55/04
• 分類號: B62D55/04
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發明涉及機器人技術領域，具體是一種既能移動又能爬樓的載物機器人，解決了現有技術中爬樓載物機器人結構復雜、性價比低、難以推廣的問題，包括支撐框架以及設置在支撐框架上的履帶驅動機構、輪履模式切換機構、載物平臺姿態調節機構、驅動輪轂電機、萬向輪和控制單元，通過輪履模式切換機構可以對平地移動或爬樓狀態進行輪履切換，從而實現其多種運動方式。本發明成本低、體積小、重量輕，在地面移動模式及爬樓模式之間切換靈活，更適合作為隨身攜帶的輔助載物機器人，而且控制方式較為簡單，便于推廣。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體是一種既能移動又能爬樓的載物機器人。

背景技術

超市購物、市場買菜等活動都需要將一定重量的貨物搬運到家中，特別是老年人承擔著超市購物、市場買菜的主力軍，而他們當中的許多人居住在沒有安裝電梯的樓房中，迫切需要既能移動又能爬樓的載物機器人，減輕人們的勞動強度。目前已有的載物輔助裝置可靠性不足、自主爬樓能力不足、拐彎能力不足、自動化程度不足，或者價格昂貴，未能普及。

申請人經過檢索，專利（201510594011.1）公開了一種輪履組合式爬樓梯輪椅，需要手動實現輪履移動模式的切換，自動化程度和效率都較低。專利（201610843884.6）公開了一種可輪履切換的爬樓裝置，結構較為復雜，導致裝置的成本和重量都較大。專利（201410655985.1）公開了一種履帶式六自由度移動機器人，該機器人的組成部分包括機架、主運動模塊、擺臂運動模塊、控制箱、傳感器。整機有六個自由度，兩條主履帶能獨立運動，履帶式結構設計使其具有較強的地面通過性能，能在復雜的路面上行駛，轉彎燈，四個擺臂也都能夠獨立運動，使機器人在爬樓梯、越障、避障等任務上具優異的表現。但此發明結構過于復雜，成本較高，不利于推廣使用。可見一種具有成本低、體積小、重量輕的特點，機器人結構較為簡單，能在地面移動模式與爬樓模式之間靈活切換，可以自主實現平地快速移動以及爬樓梯的功能，在樓梯上運輸貨物時運行平穩，而且控制方式較為簡單，便于推廣的機器人就顯得極其重要。

發明內容

本發明為了解決現有技術中爬樓載物機器人結構復雜、性價比低、難以推廣的問題，提供了一種既能移動又能爬樓的載物機器人。

本發明是通過如下技術方案實現的：一種既能移動又能爬樓的載物機器人，包括支撐框架以及設置在支撐框架上的履帶驅動機構、載物平臺姿態調節機構、驅動輪轂電機、萬向輪和控制單元，支撐框架包括用于安裝零件的兩塊對稱設置的主支撐板，主支撐板間連接有若干支撐鋁材，兩主支撐板的前端連接有引導輪支撐軸；

支撐框架上設置有輪履模式切換機構，輪履模式切換機構包括前切換機構和后切換機構，前切換機構包括設置在主支撐板前端的前支撐軸，前支撐軸的兩端分別連接有前支撐桿的一端，兩根前支撐桿分別位于兩主支撐板的外側，兩前支撐桿的另一端均連接有驅動輪轂電機，兩前支撐桿的中部均連接有前連桿的一端，兩前連桿的另一端鉸接有前次曲柄的一端，兩前次曲柄的另一端分別固定在前傳動軸的兩端，前傳動軸的中部固定有前主曲柄，前主曲柄另一端鉸接有前電推桿的一端，前電推桿的另一端通過電推桿支座固定在主支撐板后端的支撐鋁材上；后切換機構包括設置在主支撐板后端的后支撐軸，后支撐軸的兩端均連接有呈L形的后支撐桿的一端，L形的后支撐桿包括互相連接的豎段和平段，兩后支撐桿的平段底部均連接有萬向輪，兩后支撐桿的豎段的另一端分別連接有后連桿的一端，兩后連桿的另一端分別鉸接有后次曲柄的一端，后次曲柄的另一端分別連接在后傳動軸的兩端，后傳動軸的中部固定有后主曲柄，后主曲柄另一端鉸接有后電推桿的一端，后電推桿的另一端通過電推桿支座固定在主支撐板前端的支撐鋁材上。

履帶驅動機構包括設置在引導輪支撐軸兩端的引導輪，引導輪分別通過橡膠履帶連接履帶驅動輪，兩個履帶驅動輪分別連接在與之對應的蝸輪蝸桿減速器的輸出軸上，蝸輪蝸桿減速器固定在主支撐板上，每個蝸輪蝸桿減速器的上部均連接有直流驅動電機，主支撐板外側靠下的位置連接有與L形的履帶支撐板，L形的履帶支撐板包括豎直段和水平段，豎直段和水平段之間有加強肋板，豎直段與主支撐板連接。