CN105564525B - 爬梯机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种爬梯机器人，包括中央气泵，所述中央气泵的转轴驱动一个中央齿轮；环绕所述中央齿轮周向均布有三个以上的滚轮，各所述滚轮的轮轴相对于所述中央气泵的周向位置固定，且各滚轮的轮轴通过行星齿轮啮合于所述中央齿轮；各所述滚轮内部制有周向均布的径向气道，所述径向气道的内端连通滚轮轮轴的空心内部，外端贯通滚轮外周；所述中央气泵的进气口连通至各所述滚轮轮轴的空心内部。该机器人具有对称性良好的传动结构，传动稳定可靠，且适应于各种复杂的地形和楼梯，具有强大的攀爬越障能力。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别地，是一种爬梯机器人。
背景技术
对于目前的动力机械装置，在行进过程中，为实现爬楼梯，通常涉及较为复杂的连杆传动机构，由于传动部件的空间对称性较差，因此在机械振动过程中，传动部件容易卡住，导致机械装置无法顺畅工作，甚至发生倾翻；并且，对于各种不同尺寸的楼梯台阶的适应性亦较差，当楼梯尺寸大于动力机械装置的设计尺寸时，完全无法实现爬梯功能。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种爬梯机器人，该机器人具有对称性良好的传动结构，传动稳定可靠，且适应于各种复杂的地形和楼梯，具有强大的攀爬越障能力。
本发明实现技术目的所采用的技术方案是：该爬梯机器人包括中央气泵，所述中央气泵的转轴驱动一个中央齿轮；环绕所述中央齿轮周向均布有三个以上的滚轮，各所述滚轮的轮轴相对于所述中央气泵的周向位置固定，且各滚轮的轮轴通过行星齿轮啮合于所述中央齿轮；各所述滚轮内部制有周向均布的径向气道，所述径向气道的内端连通滚轮轮轴的空心内部，外端贯通滚轮外周；所述中央气泵的进气口连通至各所述滚轮轮轴的空心内部。
作为优选，所述滚轮的外周设有一层橡胶层，以对滚轮的基础面形成缓冲作用。
作为优选，所述中央气泵的出气口与所述中央齿轮同轴；且所述出气口匹配一个可绕出气口轴线自由旋转的旋转帽，所述旋转帽的侧壁上设有一个连通旋转帽内外的排气管和一个重锤杆，所述排气管和重锤杆均沿旋转帽径向向外延伸，且排气管和重锤杆相互垂直，且在重锤杆竖直下垂时，所述排气管的朝向与所述机器人平地行驶时的前进方向相反。
作为优选，所述中央气泵的进气口与所述中央齿轮同轴，且该进气口首先连通一个同样与中央齿轮同轴的圆形腔；再由所述圆形腔的周壁上引出多根进气管，所述圆形腔通过各所述进气管分别连通各所述滚轮的轮轴的空心内部；所述圆形腔与所述进气管所连成的空间内，设有可进入进气管内的滚珠，且各所述进气管内具有限位孔，所述滚珠落到所述限位孔上时，恰将该限位孔堵住，使该限位孔所在的进气管被堵塞；进一步地，所述滚珠的数量不少于所述机器人在平地行驶时，同时着地的滚轮的数量。
本发明的有益效果在于：该爬梯机器人在工作时，所述气泵连续运转，并带动中央齿轮连续旋转，从而驱动各所述滚轮以相同的时针方向连续滚动；由于滚轮内部具有与中央气泵的进气口连通的径向气道，在滚轮连续滚动的过程中，由于所述径向气道内的负压作用，使滚轮表面对任意与其靠近的物体表面产生吸附力，从而使滚轮行进到台阶竖直面时，可以吸附于竖直面上，随着滚轮的转动顺利地向上攀爬；对于其它地形，介于水平面与竖直面之间，均可通过滚轮的负压作用，顺利地攀爬穿越；另一方面，由于该机器人的传动机构对称性好，性能稳定，适应性强。
附图说明
图1是本爬梯机器人的实施例一的结构示意图。
图2是本爬梯机器人的实施例二的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例一：
在图1所示的实施例一中，该爬梯机器人包括中央气泵1，所述中央气泵1的转轴驱动一个中央齿轮2；环绕所述中央齿轮2周向均布有6个滚轮3，各所述滚轮3的轮轴相对于所述中央气泵1的周向位置固定，且各滚轮3的轮轴通过行星齿轮4啮合于所述中央齿轮2；各所述滚轮3内部制有周向均布的径向气道30，所述径向气道30的内端连通滚轮3的轮轴的空心内部，外端贯通滚轮外周；所述中央气泵1的进气口通过进气管5分别连通至各所述滚轮轮轴的空心内部，在中央气泵1运转时，滚轮3周围的空气被依次穿过径向气道30、滚轮轮轴的空心内部、进气管5后进入中央气泵1，再从中央气泵1的出气口排出。
本实施例一中，所述中央气泵1的出气口与所述中央齿轮2同轴；且所述出气口匹配一个可绕出气口轴线自由旋转的旋转帽6，所述旋转帽6的侧壁上设有一个连通旋转帽内外的排气管60和一个重锤杆61，所述排气管60和重锤杆61均沿旋转帽6径向向外延伸，且排气管60和重锤杆61相互垂直，且在重锤杆61竖直下垂时，所述排气管60的朝向与所述机器人的前进方向相反；由于所述重锤杆61的作用，可使机器人在水平面上前进时，排气管60始终朝向机器人后方，以提高前进动力；并在机器人在攀爬墙面时，为机器人提供更大的墙面压力，促进其攀爬性能。
另外，所述滚轮3的外周设有一层橡胶层（未图示），以对滚轮3的基础面形成缓冲作用。
上述爬梯机器人在工作时，所述中央气泵1连续运转，并带动中央齿轮2连续旋转，从而驱动各所述滚轮3以相同的时针方向连续滚动；由于滚轮3内部具有与中央气泵1的进气口连通的径向气道30，在滚轮3连续滚动的过程中，由于所述径向气道30内的负压作用，使滚轮3表面对任意与其靠近的物体表面产生吸附力，从而使滚轮3行进到台阶竖直面时，可以吸附于竖直面上，随着滚轮3的转动顺利地向上攀爬；对于其它地形，介于水平面与竖直面之间，均可通过滚轮3的负压作用，顺利地攀爬穿越；另一方面，由于该机器人的传动机构对称性好，性能稳定，适应性强。
实施例二：
在图2所示的实施例二中，所述中央气泵1的进气口与所述中央齿轮1同轴，且该进气口首先连通一个同样与中央齿轮2同轴的圆形腔7；再由所述圆形腔7的周壁上引出多根所述进气管5，所述圆形腔7通过各所述进气管5分别连通各所述滚轮3的轮轴的空心内部；所述圆形腔7与所述进气管5所连成的空间内，设有可进入进气管内的滚珠8，且各所述进气管内具有限位孔51，所述滚珠8落到所述限位孔51上时，恰将该限位孔51堵住，使该限位孔51所在的进气管5被堵塞；本实施例二中，由于机器人在平地行驶时，同时具有2个滚轮着地，因此设置2各所述的滚珠8；则由于朝下的两个滚轮3所对应的进气管5被滚珠8所堵塞，使得朝下的两个滚轮3表面没有负压，从而降低了水平地面对于滚轮的黏滞力，不仅节约了行驶能耗，且更便于攀爬。另需说明的是，对于实施例二，可以同时兼具实施例一中的结构，如，实施例二中亦可以具有所述旋转帽6、重锤杆61、排气管60，此时，所述旋转帽6、重锤杆61、排气管60应设置于图2纸面的背面侧。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种爬梯机器人，其特征在于：包括中央气泵（1），所述中央气泵（1）的转轴驱动一个中央齿轮（2）；环绕所述中央齿轮（2）周向均布有三个以上的滚轮（3），各所述滚轮（3）的轮轴相对于所述中央气泵（1）的周向位置固定，且各滚轮（3）的轮轴通过行星齿轮（4）啮合于所述中央齿轮（2）；各所述滚轮（3）内部制有周向均布的径向气道（30），所述径向气道（30）的内端连通滚轮轮轴的空心内部，外端贯通滚轮外周；所述中央气泵（1）的进气口连通至各所述滚轮轮轴的空心内部；
所述中央气泵（1）的出气口与所述中央齿轮（2）同轴；且所述出气口匹配一个可绕出气口轴线自由旋转的旋转帽（6），所述旋转帽（6）的侧壁上设有一个连通旋转帽内外的排气管（60）和一个重锤杆（61），所述排气管（60）和重锤杆（61）均沿旋转帽（6）径向向外延伸，且排气管（60）和重锤杆（61）相互垂直，且在重锤杆（61）竖直下垂时，所述排气管（60）的朝向与所述机器人的前进方向相反。
2.根据权利要求1所述的爬梯机器人，其特征在于：所述滚轮（3）的外周设有一层橡胶层。
3.根据权利要求1至2中任意一项所述的爬梯机器人，其特征在于：所述中央气泵（1）的进气口与所述中央齿轮（2）同轴，且该进气口首先连通一个同样与中央齿轮（2）同轴的圆形腔（7）；再由所述圆形腔（7）的周壁上引出多根进气管（5），所述圆形腔（7）通过各所述进气管（5）分别连通各所述滚轮（3）的轮轴的空心内部；所述圆形腔（7）与所述进气管（5）所连成的空间内，设有可进入进气管（5）内的滚珠（8），且各所述进气管（5）内具有限位孔（51），所述滚珠（8）落到所述限位孔（51）上时，恰将该限位孔（51）堵住，使该限位孔（51）所在的进气管（5）被堵塞。
4.根据权利要求3所述的爬梯机器人，其特征在于：所述滚珠（8）的数量不少于所述机器人在平地行驶时，同时着地的滚轮（3）的数量。
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