CN106826750A - 一种安防机器人及其上下台阶法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安防机器人，其能够上下台阶，且可以实时摄取周围影响，达到实地巡逻的效果，包括后端机构、前端机构、摄像头，所述的前端机构和后端机构底部分别安装有第一滚轮和第二滚轮；前端机构与后端机构之间通过伸缩丝杠连接，所述的后端机构上设有用于升降的结构。本发明能够实现自动上下台阶，使得巡逻范围大大增加，能够更好地代替人工巡逻，从而降低安保人员的劳动强度。本发明能够减少安保人员的配备，而且不会影响到整个安保强度。本发明还能够上下楼梯，从而使得整个巡视范围更广。本发明的摄像头可以采用能够360转动采集图像的摄像头，这样能够大大增加巡视范围。一种基于上述安防机器人的上下台阶法。

Description

一种安防机器人及其上下台阶法

技术领域

本发明涉及一种智能机器人，特别是涉及一种应用于安防系统辅助保安巡逻的安防机器人。

本发明还涉及上述安防机器人的上下台阶法。

背景技术

目前，楼层和小区、校区、厂区等重要的地方基本上都需要保安尽心巡逻以保证这些区域的安全，并且及时发现火灾、盗窃等危险情况。

但是，一般每个需要巡逻的区域都较大，而且人工费用较贵，不可能配置较多的人员进行巡逻，故在需要安保的区域存在较多的监控漏洞，这就很容易导致不法行为的发生或者未及时发现安全隐患，进入造成较大的安全事故。

因此，目前较多的安保区域采用增加摄像头、巡逻机器人进行辅助巡逻，这确实能够大大地降低安保人员的工作强度，但是这种方式也存在较大的技术问题，如：

1、采用增加摄像头的方式，这种方式虽然比较简单，而且十分的方便、成本也比较低廉。但是，首先摄像头存在一定的摄影角度，也就是存在死角，这仍旧会造成些隐患；其次，在进行部分路线、物体追踪巡逻时，摄像头需要进行不断的切换以进行目标的追踪，这很容易造成追踪目标的丢失；最后采用过多的摄像头会导致安保人员根本不可能及时发现危险，同样是存在较大的安全隐患。

2、目前，也有采用巡逻小车、巡逻机器人的，但是目前的巡逻机器人不具备攀爬台阶的能力，大部分只能在平地上运动，进而进行巡逻。这种方式就会造成一旦有台阶的地方就无法进行仔细的巡逻，同样存在较大的不确定区域，也不能及时发现安全隐患的。

综合上述，申请人认为，有必要设计出一种用于安保的安防机器人，其能够上下台阶，且可以实时摄取周围印象，从而实现代替保安实地巡逻，既能够降低保安的工作量，又能够达到实地巡查的效果，同时还是可以实现无死角巡逻。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种安防机器人，其能够上下台阶，且可以实时摄取周围影响，达到实地巡逻的效果。

本发明还提供了一种基于上述安防机器人的上下台阶法。

为实现上述目的，本发明提供了一种安防机器人，包括后端机构、前端机构、摄像头，所述的前端机构和后端机构底部分别安装有第一滚轮和第二滚轮；

所述的第一滚轮安装在轮毂组件上，所述的轮毂组件包括第一轮毂和第二轮毂，所述的第一轮毂和第二轮毂上分别设有与球体装配的第一半球槽和第二球形通槽，所述的球体上还设有动力凸柱，所述的动力凸柱装入第一轮毂和第二轮毂之间构成的动力凸柱槽中；

所述的球体固定在前驱轴两端，所述的前驱轴分别与前驱双轴电机两端的输出轴连接；

所述的前驱双轴电机安装在前驱安装槽中，所述的前驱安装槽底部为底座封板，且所述的前驱安装槽通过前封板封闭；

所述的前驱安装槽设置在前端底座中，所述的前端底座上设有转向支架，所述的转向支架上固定有转向电机，所述的转向电机的输出轴与转向驱动轴连接，所述的转向电机能够驱动转向驱动轴转动；

所述的转向驱动轴底部装入底座转向槽中，且装入底座转向槽中的部分上分别固定有转向轴承、转向驱动齿，所述的转向轴承内圈与转向驱动轴固定、且外圈与底座转向槽内部连接固定；

所述的转向驱动齿与转向齿条啮合形成齿轮齿条传动结构；

所述的转向齿条固定在前驱双轴电机外壳上，且穿过设置在前端底座的转向通槽；

所述的转向通槽左右两侧面上分别设有触发开关，当转向齿条一端达到转向通槽左侧面或右侧面时，其会触发触发开关，当触发开关被触发后，转向电机停止转动，也就是达到了最大转弯角度；

所述的前端机构的前端底座上还固定有伸缩导向轴、伸缩丝杠，所述的伸缩导向轴、伸缩丝杠一端通过连接组件固定在前端底座侧面上，另一端装入后端机构的后端底座中；

所述的后端机构包括，顶盖、支架侧板、支架后板、后端底座、防水伸缩布；所述的伸缩导向轴装入伸缩导向孔中，且可在伸缩导向孔中滑动；

所述的伸缩丝杠与伸缩驱动筒的内筒通过螺纹旋合，所述的伸缩驱动筒可转动地与伸缩孔装配，所述的伸缩驱动筒一端与第二斜齿轮连接固定；

所述的第二斜齿轮与第一斜齿轮啮合形成齿轮传动结构，所述的第一斜齿轮与伸缩驱动轴一端连接固定，所述的伸缩驱动轴另一端穿过隔板与伸缩电机的输出轴连接，所述的伸缩电机能够带动伸缩驱动轴转动；

所述的后端底座上还设有升降座，所述的升降座与升降驱动轴可转动装配，所述的升降驱动轴一端上固定有带轮；

所述的后端底座上还设有升降电机，所述的升降电机的输出轴与升降输出轴连接，所述的升降输出轴上安装有两个带轮；

所述的升降驱动轴上的带轮通过第一皮带与升降输出轴上的其中一个带轮连接，形成带传动结构；

所述的升降输出轴上的另一个带轮通过第二皮带与另一个升降驱动轴上的带轮连接并形成带传动结构；

所述的升降驱动轴上固定有升降驱动齿，所述的升降驱动齿与升降板上的齿条部分啮合形成齿轮齿条传动结构；

所述的升降板上还设有T形头部分，所述的T形头部分装入支架侧板上的T形滑槽中；

所述的T形头部分侧面上还设有第一倒刺部分；

所述的T形滑槽侧壁上还设有让位槽和顶松通孔，所述的让位槽中安装有锁紧板，所述的锁紧板与第一倒刺部分对应部分上设有第二倒刺部分，所述的第一倒刺部分和第二倒刺部分相互卡合以锁紧升降板；

所述的锁紧板与电磁铁的伸缩一端连接，所述的伸缩块另一端穿过松紧通孔装入电磁铁中。

作为本发明的进一步改进，在转向驱动轴上设置有角度传感器，所述的角度传感器用于实时检测转向驱动轴的转动角度以推算出第一滚轮的转弯角度；

作为本发明的进一步改进，在前驱安装槽上下两侧面与前驱双轴电机对应部分上分别设置有第一导向滑轨和第二导向滑轨，所述的第一导向滑轨和第二导向滑轨分别与设置在前驱双轴电机上的转向导向滑槽配合滑动。

作为本发明的进一步改进，所述的连接组件，包括，固定在前端底座侧面上的固定环、连接环，所述的固定环外侧面与连接环的第一内孔通过螺纹旋合固定，所述的连接环的第二内孔与伸缩导向轴或伸缩丝杠通过螺纹旋合固定；所述的伸缩导向轴、伸缩丝杠端部装入固定环内孔之中。

作为本发明的进一步改进，在伸缩导向轴或伸缩丝杠上先套有第一卡环和第二卡环，所述的第一卡环和第二卡环上分别设有能够相互卡合的第一卡齿和第二卡齿；

第二内孔的孔径小于第一内孔的孔径；

所述的第一卡环和第二卡环、固定环均装入第一内孔中且不会穿出第二内孔，所述的第一内孔深度不能大于第一卡环和第二卡环、固定环压紧装配后的整体长度。

作为本发明的进一步改进，所述的后端底座上还设有后驱安装槽，所述的后驱安装槽中安装有后驱双轴电机，所述的后驱双轴电机两端的输出轴均与后驱动轴连接，所述的后驱动轴两端固定有第二滚轮；所述的后驱安装槽的开口端通过后封板封闭。

作为本发明的进一步改进，还包括拉索组件，所述的拉索组件，包括拉索、所述的拉索一端与拉索连接块连接，另一端固定在绕线器上，

所述的前端壳体上设有拉索连接块和导向滚轮，所述的拉索连接块与拉索一端连接固定，所述的拉索另一端通过导向滚轮后再穿过防水伸缩布与绕线器连接固定，所述的绕线器用于收放拉索；

所述的绕线器固定在绕线轴上，所述的绕线轴与绕线电机的输出轴连接，所述的绕线电机能够带动绕线轴转动；

所述的绕线轴分别与固定在绕线支板上的绕线安装座可转动装配；

所述的绕线支板两端分别固定在支架侧板上。

作为本发明的进一步改进，所述的升降板底部设有第一万向轮，所述的后端底座底部、整个机器人中心垂线上设有第二万向轮；

所述的第一万向轮和第二万向轮最低端应与第一滚轮和第二滚轮最低端在同一水平面上；

所述的第二万向轮距离前端机构较第一万向轮更近，且所述的第二万向轮在竖直方向上其最高端低于升降板的最低端。

作为本发明的进一步改进，所述的后端底座上还设有第一距离传感器、第二距离传感器、第三距离传感器，前端底座上设有第四距离传感器；所述的第一距离传感器应尽量靠近前端机构，所述的第二距离传感器应设置在第二万向轮附近，所述的第三距离传感器应设置在第二距离传感器上部、且不超出升降板宽度范围；

所述的第四距离传感器安装在前端机构靠近前封板处；

所述的第二距离传感器测距方向为朝向前端机构；所述的第一距离传感器和第三距离传感器、第四距离传感器测距方向为垂直向下。

一种基于上述安防机器人的上下台阶法，包括如下步骤：

S1、上台阶：

S11、将本安防机器人走到台阶旁边，使第一滚轮贴紧台阶侧面；第二距离传感器检测目前的初始水平距离；

S12、后驱双轴电机抱死后驱动轴，升降电机启动，升降驱动齿与齿条部分带动后端底座和前端机构共同上升，直到第二距离传感器检测到其第二水平距离已经大于初始水平距离，升降电机停止；第一距离传感器检测当前台阶高度；

S13、伸缩电机启动，利用伸缩丝杠将前端机构推向台阶表面，直到第四距离传感器检测到第二高度恢复与在水平面上相同时，伸缩电机停止运动；

S14、前驱双轴电机抱紧前驱传动轴，电磁铁通电将伸缩块往外拉，使得锁紧板与第一倒刺部分分离；启动升降电机，此时升降电机会将升降板往下推，最后，升降板会将后端机构向上顶；

S15、第三距离传感器检测到其高度与之前第一测距传感器的台阶高度相同时，升降电机停止；

S16、前驱双轴电机运行，将后端机构向台阶方向拉动，直到第三距离传感器检测到的距离与其在水平面上的距离相同时，前驱双轴电机停止运动，并抱紧前驱轴；此时，第二万向轮已经在台阶上；

S17、升降电机反向转动，将升降板收回，直到恢复到初始状态；

S18、电磁铁反向通电，将锁紧板再次锁紧升降板，前驱双轴电机再次启动，将后端机构拉上台阶；

S19、伸缩电机反向转动，直到前端机构与后端机构再次恢复到初始状态，即完成了台阶的攀爬；

S2、下台阶：

S21、下台阶时，后端机构应作为前端，也就是后端机构走在前边；首先第三距离传感器检测到其高度发生了变化，并记录下此时的台阶高度；

S22、电磁铁通电，使锁紧板与升降板分离；升降电机启动，将升降板放下，直到第一万向轮达到台阶下的地面；

S23、电磁铁反向通电，使锁紧板锁紧升降板，前驱双轴电机抱紧前驱轴，伸缩电机启动，将后端机构向下台阶方向推动，直到第一距离传感器检测到的高度达到台阶高度；

S24、电磁铁通电，使锁紧板与升降板分离；此时后端机构会在去重力的作用下向下滑动，直到第二滚轮接触地面，电磁铁反向通电，使锁紧板锁紧升降板；当然，升降电机也可以略微转动以降低齿条部分与升降驱动齿的摩擦力；

S25、后驱双轴电机向后运动，直到第四距离传感器检测到台阶高度1-2秒后，后驱双轴电机抱紧后驱动轴；此时第一滚轮已经脱离了台阶；

S26升降电机转动，使前端部分下降，直到与底面接触。

本发明的有益效果是：

1、本发明能够实现自动上下台阶，使得巡逻范围大大增加，能够更好地代替人工巡逻，从而降低安保人员的劳动强度。

2、本发明能够减少安保人员的配备，而且不会影响到整个安保强度。

3、本发明还能够上下楼梯，从而使得整个巡视范围更广。

4、本发明的摄像头可以采用能够360转动采集图像的摄像头，这样能够大大增加巡视范围。

附图说明

图1是本发明一种安防机器人具体实施方式的结构示意图。

图2是本发明一种安防机器人具体实施方式的结构示意图。

图3是本发明一种安防机器人具体实施方式的结构示意图。

图4是本发明一种安防机器人具体实施方式的结构示意图。

图5是本发明一种安防机器人具体实施方式的结构示意图。

图6是本发明一种安防机器人具体实施方式的结构示意图。

图7是本发明一种安防机器人具体实施方式的结构示意图。

图8是本发明一种安防机器人具体实施方式的前端机构结构示意图。

图9是本发明一种安防机器人具体实施方式的前端机构结构示意图。

图10是本发明一种安防机器人具体实施方式的前端机构结构示意图。

图11是本发明一种安防机器人具体实施方式的前端机构结构示意图。

图12是本发明一种安防机器人具体实施方式的前端机构结构示意图。

图13是本发明一种安防机器人具体实施方式的连接组件结构示意图。

图14是本发明一种安防机器人具体实施方式的连接组件结构示意图。

图15是本发明一种安防机器人具体实施方式的连接组件结构示意图。

图16是本发明一种安防机器人具体实施方式的后端机构结构示意图。

图17是本发明一种安防机器人具体实施方式的后端机构结构示意图。

图18是本发明一种安防机器人具体实施方式的后端机构结构示意图。

图19是本发明一种安防机器人具体实施方式的后端机构结构示意图。

图20是本发明一种安防机器人具体实施方式的后端机构结构示意图。

图21是本发明一种安防机器人具体实施方式的后端机构结构示意图。

图22是本发明一种安防机器人具体实施方式的后端机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见图1-图22，一种安防机器人，包括后端机构A、前端机构B、摄像头201，所述的前端机构B和后端机构A底部分别安装有第一滚轮101和第二滚轮102；

所述的第一滚轮102安装在轮毂组件上，所述的轮毂组件包括第一轮毂B141和第二轮毂B142，所述的第一轮毂B141和第二轮毂B142上分别设有与球体B3011装配的第一半球槽B1411和第二球形通槽B1412，所述的球体B3011上还设有动力凸柱B3012，所述的动力凸柱B3012装入第一轮毂B141和第二轮毂B142之间构成的动力凸柱槽B143中；

所述的球体B3011固定在前驱轴B301两端，所述的前驱轴B301分别与前驱双轴电机B501两端的输出轴连接，所述的前驱双轴电机B501可驱动前驱轴B301转动；

所述的前驱双轴电机B501安装在前驱安装槽B1101中，所述的前驱安装槽B1101底部为底座封板B130，且所述的前驱安装槽B1101通过前封板B111封闭。使用时，通过前驱双轴电机B501驱动前驱轴B301以使第一滚轮101转动即可。

所述的前驱安装槽B1101设置在前端底座B110中，所述的前端底座B110上设有转向支架B112，所述的转向支架B112上固定有转向电机B201，所述的转向电机B201的输出轴与转向驱动轴B2011连接，所述的转向电机B201能够驱动转向驱动轴B2011转动；

所述的转向驱动轴B2011底部装入底座转向槽B118中，且装入底座转向槽B118中的部分上分别固定有转向轴承B210、转向驱动齿B211，所述的转向轴承B210内圈与转向驱动轴B2011固定、且外圈与底座转向槽B118内部连接固定；

所述的转向驱动齿B211与转向齿条B512啮合形成齿轮齿条传动结构；

所述的转向齿条B512固定在前驱双轴电机B501外壳上，且穿过设置在前端底座B110的转向通槽B117；

参见图11，所述的转向通槽B117左右两侧面上分别设有触发开关，当转向齿条B512一端达到转向通槽B117左侧面或右侧面时，其会触发触发开关，当触发开关被触发后，转向电机B201停止转动，也就是达到了最大转弯角度；

当然，还需要在转向驱动轴B2011上设置角度传感器B221，所述的角度传感器B221用于实时检测转向驱动轴B2011的转动角度以推算出第一滚轮101的转弯角度。

参见图10，进一步地，为了是前驱双轴电机B501在被转向齿条B512带动转向时其不会发生歪曲或者与前驱安装槽B1101由于摩擦力过大而影响转向。可以在前驱安装槽B1101上下两侧面与前驱双轴电机B501对应部分上分别设置第一导向滑轨B116和第二导向滑轨B131，所述的第一导向滑轨B116和第二导向滑轨B131分别与设置在前驱双轴电机B501上的转向导向滑槽B511配合滑动。

参见图12-图16，所述的前端机构B的前端底座B110上还固定有伸缩导向轴B401、伸缩丝杠B402，所述的伸缩导向轴B401、伸缩丝杠B402一端通过连接组件B600固定在前端底座B110侧面上，另一端装入后端机构的后端底座A151中；

所述的连接组件B600，包括，固定在前端底座B110侧面上的固定环B601、连接环B604，所述的固定环B601外侧面与连接环B604的第一内孔B6041通过螺纹旋合固定，所述的连接环B604的第二内孔B6042与伸缩导向轴B401或伸缩丝杠B402通过螺纹旋合固定；所述的伸缩导向轴B401、伸缩丝杠B402端部装入固定环B601内孔之中。

进一步地，为了使连接组件B600更加稳固，而不会在长时间使用、抖动的情况下发生松动。可以在伸缩导向轴B401或伸缩丝杠B402上先套上第一卡环B602和第二卡环B603，所述的第一卡环B602和第二卡环B603上分别设有能够相互卡合的第一卡齿B6021和第二卡齿B6031；

同时，将第二内孔B6042的孔径设置为小于第一内孔B6041的孔径；

所述的第一卡环B602和第二卡环B603、固定环B601均装入第一内孔B6041中且不会穿出第二内孔B6042，所述的第一内孔B6041深度不能大于第一卡环B602和第二卡环B603、固定环B601压紧装配后的整体长度。使用时，通过连接环B604的第二内孔B6042与伸缩导向轴B401或伸缩丝杠B402通过螺纹旋合来将第一卡环B602和第二卡环B603、固定环B601压紧装配在第一内孔B6041中。由于第一卡环B602和第二卡环B603通过第一卡齿B6021和第二卡齿B6031卡合，这就使得它们之间不会发生转动，也就能够防止连接环与伸缩导向轴B401和伸缩丝杠B402或固定环发生松动，从而提高了它们之间的连接稳定性。当然，所述的第一卡环B602最好固定在固定环B601上。

参见图1-图7、图16-图21，所述的后端机构A包括，顶盖A101、支架侧板A210、支架后板A102、后端底座A151、防水伸缩布A103，所述的顶盖A101、支架侧板A210、支架后板A102、后端底座A151、防水伸缩布A103共同构成后端安装腔；

所述的伸缩导向轴B401装入伸缩导向孔A1512中，且可在伸缩导向孔A1512中滑动；

所述的伸缩丝杠B402与伸缩驱动筒A461的内筒通过螺纹旋合，所述的伸缩驱动筒A461可转动地与伸缩孔A1511装配，所述的伸缩驱动筒A461一端与第二斜齿轮A452连接固定；

所述的第二斜齿轮A452与第一斜齿轮A451啮合形成齿轮传动结构，所述的第一斜齿轮A451与伸缩驱动轴A4421一端连接固定，所述的伸缩驱动轴A4421另一端穿过隔板A481与伸缩电机A442的输出轴连接，所述的伸缩电机A442能够带动伸缩驱动轴A4421转动。

需要将前端机构伸出时，只需要伸缩驱动电机A442带动伸缩驱动轴转动，然后再带动伸缩驱动筒A461转动，所述的伸缩驱动筒A461转动时由于其不能轴向移动，故伸缩丝杆B402就会向前端机构B伸出，进而将前端机构B在轴向上顶出，从而实现前端机构B与后端机构A分离。

所述的后端底座A151上还设有升降座A1513，所述的升降座A1513与升降驱动轴A431可转动装配，所述的升降驱动轴A431一端上固定有带轮；

所述的后端底座A151上还设有升降电机A441，所述的升降电机A441的输出轴与升降输出轴A432连接，且所述的升降电机A441能够带动升降输出轴A432转动，所述的升降输出轴A432上安装有两个带轮；

所述的升降驱动轴A431上的带轮通过第一皮带A401与升降输出轴A432上的其中一个带轮连接，形成带传动结构；

所述的升降输出轴A432上的另一个带轮通过第二皮带A402与另一个升降驱动轴A431上的带轮连接并形成带传动结构；

所述的升降驱动轴A431上固定有升降驱动齿A302，所述的升降驱动齿A302与升降板A301上的齿条部分A3011啮合形成齿轮齿条传动结构；

所述的升降板A301上还设有T形头部分A3012，所述的T形头部分A3012装入支架侧板A210上的T形滑槽A211中；

所述的T形头部分A3012侧面上还设有第一倒刺部分A3013；

所述的T形滑槽A211侧壁上还设有让位槽A2013和顶松通孔A2012，所述的让位槽A2013中安装有锁紧板A603，所述的锁紧板A603与第一倒刺部分A3013对应部分上设有第二倒刺部分A6031，所述的第一倒刺部分A3013和第二倒刺部分A6031相互卡合以锁紧升降板A210；

所述的锁紧板A603与电磁铁A601的伸缩块A602一端连接，所述的伸缩块A602另一端穿过松紧通孔A2012装入电磁铁A601中，所述的电磁铁A601为推拉电磁铁。

需要将前端机构B进行升降时，只需要启动升降电机使升降电机带动升降驱动齿A302转动，所述的升降驱动齿A302再与齿条部分上啮合从而带动前端机构B升降。

进一步地，为了使得后端底座升降时更加平稳，可以在后端底座A151上设置导向滑块A1514，所述的第一导向滑块A1514安装在支架后板A102的第一导向滑槽A1021中，并且可在第一导向滑槽A1021中上下滑动。

进一步地，所述的后端底座A151上还设有后驱安装槽A1515，所述的后驱安装槽A1515中安装有后驱双轴电机A702，所述的后驱双轴电机A702两端的输出轴均与后驱动轴A703连接，所述的后驱双轴电机A703能够带动后驱动轴A703转动，所述的后驱动轴A703两端固定有第二滚轮102；

所述的后驱安装槽A1515的开口端通过后封板A701封闭。

进一步地，为了使前端机构B上升时不发生卡死、翻车等情况，还可以设置拉索组件，所述的拉索组件，包括拉索501、所述的拉索501一端与拉索连接块B1011连接，另一端固定在绕线器A202上，

所述的前端壳体B101上设有拉索连接块B1011和导向滚轮B1012，所述的拉索连接块B1011与拉索501一端连接固定，所述的拉索501另一端通过导向滚轮B1012后再穿过防水伸缩布A103与绕线器A202连接固定，所述的绕线器A202用于收放拉索501；

所述的绕线器A202固定在绕线轴A2011上，所述的绕线轴A2011与绕线电机A201的输出轴连接，所述的绕线电机A2011能够带动绕线轴A2011转动；

所述的绕线轴A2011分别与固定在绕线支板A121上的绕线安装座A122可转动装配；

所述的绕线支板A121两端分别固定在支架侧板A210上。

所述的绕线电机201与升降电机A442的转速不一样，具体的，所述的前端机构A上升时，应由绕线电机A201与升降电机A442共同提供动力；

参见图3，所述的升降板A301底部设有第一万向轮401，所述的后端底座A151底部、整个机器人中心垂线上设有第二万向轮402；

所述的第一万向轮和第二万向轮最低端应与第一滚轮和第二滚轮最低端在同一水平面上；

所述的第二万向轮402距离前端机构B较第二万向轮401更近，且所述的第二万向轮402在竖直方向上(图3为准)其对高端最好低于升降板A301的最低端。

进一步地，所述的后端底座A151上还设有第一距离传感器301、第二距离传感器302、第三距离传感器303、第四距离传感器304；所述的第一距离传感器301应尽量靠近前端机构B，所述的第二距离传感器302应设置在第二万向轮402附近，所述的第三距离传感器301应设置在第二距离传感器302上部(图3为准)、且不超出升降板A301宽度范围；

所述的第四距离传感器304安装在前端机构靠近前封板处；

所述的第二距离传感器302测距方向为朝向前端机构B；所述的第一距离传感器301和第三距离传感器303、第四距离传感器304测距方向为垂直向下。

一种基于上述安防机器人的上下台阶法，包括如下步骤：

S1、上台阶：

S11、将本安防机器人走到台阶旁边，使第一滚轮贴紧台阶侧面；第二距离传感器检测目前的初始水平距离；

S12、后驱双轴电机抱死后驱动轴，升降电机启动，升降驱动齿与齿条部分带动后端底座和前端机构共同上升，直到第二距离传感器检测到其第二水平距离已经大于初始水平距离，升降电机停止；第一距离传感器检测当前台阶高度；

S13、伸缩电机启动，利用伸缩丝杠将前端机构推向台阶表面，直到第四距离传感器检测到第二高度恢复与在水平面上相同时，伸缩电机停止运动；

S14、前驱双轴电机抱紧前驱传动轴，电磁铁通电将伸缩块往外拉，使得锁紧板与第一倒刺部分分离；启动升降电机，此时升降电机会将升降板往下推，最后，升降板会将后端机构向上顶；

S15、第三距离传感器检测到其高度与之前第一测距传感器的台阶高度相同时，升降电机停止；

S16、前驱双轴电机运行，将后端机构向台阶方向拉动，直到第三距离传感器检测到的距离与其在水平面上的距离相同时，前驱双轴电机停止运动，并抱紧前驱轴；此时，第二万向轮已经在台阶上；

S17、升降电机反向转动，将升降板收回，直到恢复到初始状态；

S18、电磁铁反向通电，将锁紧板再次锁紧升降板，前驱双轴电机再次启动，将后端机构拉上台阶；

S19、伸缩电机反向转动，直到前端机构与后端机构再次恢复到初始状态，即完成了台阶的攀爬；

S2、下台阶：

S21、下台阶时，后端机构应作为前端，也就是后端机构走在前边；首先第三距离传感器检测到其高度发生了变化，并记录下此时的台阶高度；

S22、电磁铁通电，使锁紧板与升降板分离；升降电机启动，将升降板放下，直到第一万向轮达到台阶下的地面；

S23、电磁铁反向通电，使锁紧板锁紧升降板，前驱双轴电机抱紧前驱轴，伸缩电机启动，将后端机构向下台阶方向推动，直到第一距离传感器检测到的高度达到台阶高度；

S24、电磁铁通电，使锁紧板与升降板分离；此时后端机构会在去重力的作用下向下滑动，直到第二滚轮接触地面，电磁铁反向通电，使锁紧板锁紧升降板；当然，升降电机也可以略微转动以降低齿条部分与升降驱动齿的摩擦力；

S25、后驱双轴电机向后运动，直到第四距离传感器检测到台阶高度1-2秒后，后驱双轴电机抱紧后驱动轴；此时第一滚轮已经脱离了台阶；

S26升降电机转动，使前端部分下降，直到与底面接触。这就完成了下台阶。

通过上述方法能够实现本机器人自动上下台阶，从而增加其巡逻范围和精度。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种安防机器人，包括后端机构、前端机构、摄像头，所述的前端机构和后端机构底部分别安装有第一滚轮和第二滚轮；其特征是：

所述的第一滚轮安装在轮毂组件上，所述的轮毂组件包括第一轮毂和第二轮毂，所述的第一轮毂和第二轮毂上分别设有与球体装配的第一半球槽和第二球形通槽，所述的球体上还设有动力凸柱，所述的动力凸柱装入第一轮毂和第二轮毂之间构成的动力凸柱槽中；

所述的球体固定在前驱轴两端，所述的前驱轴分别与前驱双轴电机两端的输出轴连接；

所述的前驱双轴电机安装在前驱安装槽中，所述的前驱安装槽底部为底座封板，且所述的前驱安装槽通过前封板封闭；

所述的前驱安装槽设置在前端底座中，所述的前端底座上设有转向支架，所述的转向支架上固定有转向电机，所述的转向电机的输出轴与转向驱动轴连接，所述的转向电机能够驱动转向驱动轴转动；

所述的转向驱动轴底部装入底座转向槽中，且装入底座转向槽中的部分上分别固定有转向轴承、转向驱动齿，所述的转向轴承内圈与转向驱动轴固定、且外圈与底座转向槽内部连接固定；

所述的转向驱动齿与转向齿条啮合形成齿轮齿条传动结构；

所述的转向齿条固定在前驱双轴电机外壳上，且穿过设置在前端底座的转向通槽；

所述的转向通槽左右两侧面上分别设有触发开关，当转向齿条一端达到转向通槽左侧面或右侧面时，其会触发触发开关，当触发开关被触发后，转向电机停止转动，也就是达到了最大转弯角度；

所述的前端机构的前端底座上还固定有伸缩导向轴、伸缩丝杠，所述的伸缩导向轴、伸缩丝杠一端通过连接组件固定在前端底座侧面上，另一端装入后端机构的后端底座中；

所述的后端机构包括，顶盖、支架侧板、支架后板、后端底座、防水伸缩布；所述的伸缩导向轴装入伸缩导向孔中，且可在伸缩导向孔中滑动；

所述的伸缩丝杠与伸缩驱动筒的内筒通过螺纹旋合，所述的伸缩驱动筒可转动地与伸缩孔装配，所述的伸缩驱动筒一端与第二斜齿轮连接固定；

所述的第二斜齿轮与第一斜齿轮啮合形成齿轮传动结构，所述的第一斜齿轮与伸缩驱动轴一端连接固定，所述的伸缩驱动轴另一端穿过隔板与伸缩电机的输出轴连接，所述的伸缩电机能够带动伸缩驱动轴转动；

所述的后端底座上还设有升降座，所述的升降座与升降驱动轴可转动装配，所述的升降驱动轴一端上固定有带轮；

所述的后端底座上还设有升降电机，所述的升降电机的输出轴与升降输出轴连接，所述的升降输出轴上安装有两个带轮；

所述的升降驱动轴上的带轮通过第一皮带与升降输出轴上的其中一个带轮连接，形成带传动结构；

所述的升降输出轴上的另一个带轮通过第二皮带与另一个升降驱动轴上的带轮连接并形成带传动结构；

所述的升降驱动轴上固定有升降驱动齿，所述的升降驱动齿与升降板上的齿条部分啮合形成齿轮齿条传动结构；

所述的升降板上还设有T形头部分，所述的T形头部分装入支架侧板上的T形滑槽中；

所述的T形头部分侧面上还设有第一倒刺部分；

所述的T形滑槽侧壁上还设有让位槽和顶松通孔，所述的让位槽中安装有锁紧板，所述的锁紧板与第一倒刺部分对应部分上设有第二倒刺部分，所述的第一倒刺部分和第二倒刺部分相互卡合以锁紧升降板；

所述的锁紧板与电磁铁的伸缩一端连接，所述的伸缩块另一端穿过松紧通孔装入电磁铁中。

2.如权利要求1所述的一种安防机器人，其特征是：在转向驱动轴上设置有角度传感器，所述的角度传感器用于实时检测转向驱动轴的转动角度以推算出第一滚轮的转弯角度。

3.如权利要求1所述的一种安防机器人，其特征是：在前驱安装槽上下两侧面与前驱双轴电机对应部分上分别设置有第一导向滑轨和第二导向滑轨，所述的第一导向滑轨和第二导向滑轨分别与设置在前驱双轴电机上的转向导向滑槽配合滑动。

4.如权利要求1所述的一种安防机器人，其特征是：所述的连接组件，包括，固定在前端底座侧面上的固定环、连接环，所述的固定环外侧面与连接环的第一内孔通过螺纹旋合固定，所述的连接环的第二内孔与伸缩导向轴或伸缩丝杠通过螺纹旋合固定；所述的伸缩导向轴、伸缩丝杠端部装入固定环内孔之中。

5.如权利要求4所述的一种安防机器人，其特征是：在伸缩导向轴或伸缩丝杠上先套有第一卡环和第二卡环，所述的第一卡环和第二卡环上分别设有能够相互卡合的第一卡齿和第二卡齿；

第二内孔的孔径小于第一内孔的孔径；

所述的第一卡环和第二卡环、固定环均装入第一内孔中且不会穿出第二内孔，所述的第一内孔深度不能大于第一卡环和第二卡环、固定环压紧装配后的整体长度。

6.如权利要求1所述的一种安防机器人，其特征是：所述的后端底座上还设有后驱安装槽，所述的后驱安装槽中安装有后驱双轴电机，所述的后驱双轴电机两端的输出轴均与后驱动轴连接，所述的后驱动轴两端固定有第二滚轮；所述的后驱安装槽的开口端通过后封板封闭。

7.如权利要求1所述的一种安防机器人，其特征是：还包括拉索组件，所述的拉索组件，包括拉索、所述的拉索一端与拉索连接块连接，另一端固定在绕线器上，

所述的前端壳体上设有拉索连接块和导向滚轮，所述的拉索连接块与拉索一端连接固定，所述的拉索另一端通过导向滚轮后再穿过防水伸缩布与绕线器连接固定，所述的绕线器用于收放拉索；

所述的绕线器固定在绕线轴上，所述的绕线轴与绕线电机的输出轴连接，所述的绕线电机能够带动绕线轴转动；

所述的绕线轴分别与固定在绕线支板上的绕线安装座可转动装配；

所述的绕线支板两端分别固定在支架侧板上。

8.如权利要求1所述的一种安防机器人，其特征是：所述的升降板底部设有第一万向轮，所述的后端底座底部、整个机器人中心垂线上设有第二万向轮；

所述的第一万向轮和第二万向轮最低端应与第一滚轮和第二滚轮最低端在同一水平面上；

所述的第二万向轮距离前端机构较第一万向轮更近，且所述的第二万向轮在竖直方向上其最高端低于升降板的最低端。

9.如权利要求1所述的一种安防机器人，其特征是：所述的后端底座上还设有第一距离传感器、第二距离传感器、第三距离传感器，前端底座上设有第四距离传感器；所述的第一距离传感器应尽量靠近前端机构，所述的第二距离传感器应设置在第二万向轮附近，所述的第三距离传感器应设置在第二距离传感器上部、且不超出升降板宽度范围；

所述的第四距离传感器安装在前端机构靠近前封板处；

所述的第二距离传感器测距方向为朝向前端机构；所述的第一距离传感器和第三距离传感器、第四距离传感器测距方向为垂直向下。

10.一种基于权利要求1-9任一所述的安防机器人的上下台阶法，包括如下步骤：

S1、上台阶：

S11、将本安防机器人走到台阶旁边，使第一滚轮贴紧台阶侧面；第二距离传感器检测目前的初始水平距离；

S12、后驱双轴电机抱死后驱动轴，升降电机启动，升降驱动齿与齿条部分带动后端底座和前端机构共同上升，直到第二距离传感器检测到其第二水平距离已经大于初始水平距离，升降电机停止；第一距离传感器检测当前台阶高度；

S13、伸缩电机启动，利用伸缩丝杠将前端机构推向台阶表面，直到第四距离传感器检测到第二高度恢复与在水平面上相同时，伸缩电机停止运动；

S14、前驱双轴电机抱紧前驱传动轴，电磁铁通电将伸缩块往外拉，使得锁紧板与第一倒刺部分分离；启动升降电机，此时升降电机会将升降板往下推，最后，升降板会将后端机构向上顶；

S15、第三距离传感器检测到其高度与之前第一测距传感器的台阶高度相同时，升降电机停止；

S16、前驱双轴电机运行，将后端机构向台阶方向拉动，直到第三距离传感器检测到的距离与其在水平面上的距离相同时，前驱双轴电机停止运动，并抱紧前驱轴；此时，第二万向轮已经在台阶上；

S17、升降电机反向转动，将升降板收回，直到恢复到初始状态；

S18、电磁铁反向通电，将锁紧板再次锁紧升降板，前驱双轴电机再次启动，将后端机构拉上台阶；

S19、伸缩电机反向转动，直到前端机构与后端机构再次恢复到初始状态，即完成了台阶的攀爬；

S2、下台阶：

S21、下台阶时，后端机构应作为前端，也就是后端机构走在前边；首先第三距离传感器检测到其高度发生了变化，并记录下此时的台阶高度；

S22、电磁铁通电，使锁紧板与升降板分离；升降电机启动，将升降板放下，直到第一万向轮达到台阶下的地面；

S23、电磁铁反向通电，使锁紧板锁紧升降板，前驱双轴电机抱紧前驱轴，伸缩电机启动，将后端机构向下台阶方向推动，直到第一距离传感器检测到的高度达到台阶高度；

S24、电磁铁通电，使锁紧板与升降板分离；此时后端机构会在去重力的作用下向下滑动，直到第二滚轮接触地面，电磁铁反向通电，使锁紧板锁紧升降板；当然，升降电机也可以略微转动以降低齿条部分与升降驱动齿的摩擦力；

S25、后驱双轴电机向后运动，直到第四距离传感器检测到台阶高度1-2秒后，后驱双轴电机抱紧后驱动轴；此时第一滚轮已经脱离了台阶；

S26升降电机转动，使前端部分下降，直到与底面接触。