[發(fā)明專利]一種能快速完成平地行走、越障、爬樓的機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110297861.0
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN112849291B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳鵬云;張國兵;關(guān)通
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發(fā)明屬于動態(tài)平衡機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種能快速完成平地行走、越障、爬樓的機器人，解決了背景技術(shù)中的技術(shù)問題，其包括載物平臺，載物平臺上固連有目標(biāo)識別探頭和總控系統(tǒng)，載物平臺連接有左前輪和右前輪，載物平臺的后側(cè)連接有后輪；還包括用于驅(qū)動左前輪和右前輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機；左前輪和右前輪上設(shè)置有由步進電機驅(qū)動的驅(qū)動桿。本發(fā)明控制過程簡單，通過目標(biāo)識別探頭的檢測以及總控系統(tǒng)的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動電機和步進電機分別受控，該機器人能適應(yīng)不同的路況和樓梯的高度，不需要人為干預(yù)，能夠同時且快速完成平地行走、越障、爬樓的過程，總控系統(tǒng)中包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，這能夠精確計算步進電機的步進量，實現(xiàn)精準(zhǔn)控制，智能水平高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于動態(tài)平衡機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種能快速完成平地行走、越障、爬樓的機器人。

背景技術(shù)

隨著自動化等技術(shù)的發(fā)展以及消防、養(yǎng)老等領(lǐng)域?qū)ε罉堑认嚓P(guān)機器人的需求，機器人技術(shù)也取得了飛躍式發(fā)展，這也對爬樓機器人的設(shè)計提出了更高的要求；目前的爬樓機器人主要有足式、履帶式、輪式這三種，足式機器人通常設(shè)計的機構(gòu)比較復(fù)雜，一般是純機械結(jié)構(gòu)，爬樓速度也比較慢，且只在爬樓時具有一定的作用，在平地行走時不如輪子有效率；履帶式主要由多段結(jié)構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且每爬一階樓梯就需要變換一次結(jié)構(gòu)，因而爬樓所費時間比較長，遇到高層樓房火災(zāi)這種比較緊急的事就很難在短時間內(nèi)發(fā)揮作用；單輪通常爬樓比較吃力，通常是多個輪子組合在一起形成一種特殊結(jié)構(gòu)來爬樓，或者通過行星輪來爬樓，爬樓相對較快，但在平地行走時由于特殊結(jié)構(gòu)的原因不如單輪有效率。

申請?zhí)枮?01310676502.1的同步爬樓機器人包括托盤部件、第一行走部件、第二行走部件和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置；所述的第一行走部件與第二行走部件結(jié)構(gòu)相同且分別連接在第三支撐件和第一支撐件的下端，包括車軸以及分別連接于該車軸兩端的左車輪構(gòu)件和右車輪構(gòu)件，該左車輪構(gòu)件和右車輪構(gòu)件結(jié)構(gòu)對稱相同并且輪緣的形狀曲線為前后相接的阿基米德螺旋線和圓弧，使輪緣隨旋轉(zhuǎn)而改變其與所述車軸的軸線的距離；所述的左車輪構(gòu)件和右車輪構(gòu)件各自均包括有一圓盤形的外輪盤和連接于該外輪盤內(nèi)側(cè)的三個小輪盤，所述的外輪盤連接于所述車軸的兩端且沿該外輪盤的徑向開有相隔120度的三個通槽，所述的三個小輪盤通過鎖緊桿連接于該三個通槽上且能夠沿該通槽移動位置，以調(diào)整該小輪盤與所述車軸軸線的離心距；在平地行走時，所述的三個小輪盤的離心距調(diào)整為最小，以將該三個小輪盤完全縮入所述外輪盤的外圓以內(nèi)，使只有該外輪盤與地面接觸；在爬樓梯時，先根據(jù)樓梯高度調(diào)節(jié)第一支撐件、第二支撐件、第三支撐件的高度，然后打開車輪構(gòu)件上的鎖緊桿，根據(jù)樓梯的臺階尺寸調(diào)整每個輪子上三個小輪盤的離心距（打開鎖緊桿將小輪盤沿外輪盤徑向移動）。然而，該同步爬樓機器人每次爬樓前都需要手動調(diào)整每個輪子上三個小輪盤的離心距以及三個支撐件的高度，過程比較繁瑣且小輪盤的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，同時同步爬樓機器人的信息化、智能化水平不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有爬樓機器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、爬樓速度慢、需要手動操作、控制繁瑣、不能同時滿足在平地和樓梯上快速爬行的技術(shù)問題，提供了一種能快速完成平地行走、越障、爬樓的機器人。