[發明專利]一種載人爬樓梯機器人及其爬樓方法

在審

• 申請號: 202011070451.4
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112263406A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 段剛
• 申請（專利權）人: 段剛
• 主分類號: A61G5/06
• 分類號: A61G5/06;A61G5/10;A61G5/00
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 胡野

1.一種載人爬樓機器人，其特征在于：包括底盤系統、驅動系統、座椅系統、緩沖系統和控制系統；

所述底盤系統包括軌道、設置在軌道外側的鏈式履帶，底盤通過減震器與軌道相配合；在底盤上設置有驅動電機，所述驅動電機通過驅動軸和驅動齒輪與鏈式履帶相配合；

所述座椅系統包括座椅，座椅一端鉸接在底盤上，另一端與調節螺桿螺紋配合，調節螺桿的另一端鉸接在座椅調節電機的輸出端；

所述緩沖系統包括緩沖電機、緩沖絲杠和緩沖支臂，所述緩沖支臂為弧形，一端鉸接在底盤上，緩沖電機通過緩沖電機支架固定在底盤上，緩沖絲杠的一端與緩沖支臂中部旋接，緩沖絲杠還與緩沖電機相配合，在緩沖支臂上還設置有緩沖輪；

所述控制系統用于控制驅動電機、調節電機、緩沖電機的轉速和方向。

2.根據權利要求1所述的載人爬樓機器人，其特征在于：還包括電瓶，所述電瓶分別與驅動電機、調節電機、緩沖電機電性連接。

3.根據權利要求1所述的載人爬樓機器人，其特征在于：所述軌道一端為向上的弧形，在軌道的周向設置有滑槽，所述鏈式履帶滑接在滑槽內，在軌道的端部還設置有用于調節鏈式履帶松緊的張力器。

4.根據權利要求1所述的載人爬樓機器人，其特征在于：所述鏈式履帶包括鏈節和鏈軸，在鏈節上間隔設置有“凵”形的鏈板，在鏈板上鉚接有橡膠履帶腳，所述鏈軸的兩端設置有軸承，軸承與軌道上的凹槽相配合。

5.根據權利要求1所述的載人爬樓機器人，其特征在于：所述減震器包括固定芯軸，在固定芯軸上套設有減震彈簧，所述底盤上設置有多個耳部，耳部套設在固定芯軸外側且位于減震彈簧上端，并與固定芯軸滑接配合。

6.一種載人爬樓機器人的爬樓方法，其特征在于：包括如下步驟，

步驟1，判斷爬樓機器人的狀態，上樓進行步驟2，下樓進行步驟3；

步驟2，將后端對準樓梯，履帶運行，后端履帶與樓梯接觸并上升，帶動水平部分與樓梯接觸，此時，座椅調節電機動作，帶動調節螺桿轉動，使座椅處于水平狀態；爬樓機器人爬至樓梯終端時，后端懸空，此時緩沖電機啟動，帶動緩沖絲杠動作，進而帶動緩沖支臂伸出，并與地面接觸，且在爬樓機器人上升過程中始終與地面接觸，直到爬樓機器人重心超過樓梯位置，緩慢收起緩沖支臂，使履帶處于水平狀態，此時，座椅調節電機同時動作，帶動調節螺桿轉動，使座椅處于水平狀態，完成上樓梯過程；

步驟3，將前端對準樓梯，緩沖支臂升起，使履帶的傾角與樓梯相一致，同時調節座椅水平，然后啟動履帶向下運行，并緩慢收起緩沖支臂，至機器人超過樓梯位置時，完全收起緩沖支臂，繼續在履帶的帶動下至機器人處于完全水平狀態，完成下樓梯過程。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：在座椅下側設置有傾角傳感器，傾角傳感器檢測座椅的傾角，并根據檢測到的數值，控制座椅調節電機，使座椅趨向水平。