CN108146526A - 一种家用小型载重爬楼梯机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家用小型载重爬楼梯机器人，包括底盘外壳，所述底盘外壳前后表面分别设有爬梯装置，所述爬梯装置由位于爬梯安装孔一内与底盘外壳转动连接的爬梯从动轴、位于爬梯从动轴前后两端分别与爬梯从动轴前后两表面固定连接的爬梯从动轮、位于爬梯安装孔二内与底盘外壳转动连接的爬梯主动轴、位于爬梯主动轴前后两端分别与爬梯主动轴前后两表面固定连接的爬梯主动轮、套装在爬梯从动轴外且套装在爬梯主动轮外的爬梯同步带和位于爬梯同步带外侧表面与爬梯同步带固定连接且均匀分布的爬梯挂钩共同构成，所述底盘外壳内设有转向装置，所述底盘外壳内设有驱动装置。本发明的有益效果是，结构简单，实用性强。

Description

一种家用小型载重爬楼梯机器人

技术领域

本发明涉及爬梯机器人领域，特别是一种家用小型载重爬楼梯机器人。

背景技术

对于目前的一些低层的居民楼可能没有安装电梯，在日常生活中需要爬楼梯，而对于老人来说爬楼梯很不方便，并且如果是在手提较重的东西时，老人是爬楼梯是很困难的，所以就出现了一些爬楼梯机器人，这些爬楼梯机器人一般都是采用特殊外形的轮子，虽然这些爬楼梯机器人能够完成负重爬楼梯的过程，但是还存在有时候爬歪或者爬升过程中上下晃动的情况，可能会出现安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种家用小型载重爬楼梯机器人。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种家用小型载重爬楼梯机器人，包括底盘外壳，所述底盘外壳前后表面分别设有爬梯装置，所述爬梯装置由开在底盘外壳前后表面左侧中间位置的爬梯安装孔一、位于爬梯安装孔一内与底盘外壳转动连接的爬梯从动轴、位于爬梯从动轴前后两端分别与爬梯从动轴前后两表面固定连接的爬梯从动轮、开在底盘外壳前后表面右侧中间位置的爬梯安装孔二、位于爬梯安装孔二内与底盘外壳转动连接的爬梯主动轴、位于爬梯主动轴前后两端分别与爬梯主动轴前后两表面固定连接的爬梯主动轮、位于底盘外壳内套装在爬梯主动轴外中间位置的斜齿轮一、套装在爬梯从动轴外且套装在爬梯主动轮外的爬梯同步带和位于爬梯同步带外侧表面与爬梯同步带固定连接且均匀分布的爬梯挂钩共同构成，所述底盘外壳内设有转向装置，所述转向装置由开在底盘外壳内侧底面左侧中间位置的转向孔、位于底盘外壳内且位于转向孔上方与底盘外壳固定连接的转向直线轴承、套装在转向直线轴承内与底盘外壳转动连接的转向轴、开在转向轴圆周面上侧的齿槽、位于转向直线轴承右侧与底盘外壳内侧底面固定连接的转向电机、套装在转向电机输出轴外且与齿槽相配合的转向齿轮、位于转向直线轴承左侧与底盘外壳内侧底面固定连接的转向直线电机、位于转向直线电机上方与转向直线电机输出轴固定连接且与转向轴固定连接的连接件一、固定连接在转向轴下表面的转向轮架和位于转向轮架内与转向轮架转动连接的转向轮共同构成，所述底盘外壳内设有驱动装置，所述驱动装置由开在底盘外壳内侧底面右侧中间位置的驱动孔、位于驱动孔上方且与底盘外壳内侧底面固定连接的驱动滑块、套装在驱动滑块内与底盘外壳滑动连接的驱动升降杆、位于驱动滑块右侧与底盘外壳内侧底面固定连接的驱动直线电机、位于驱动直线电机上方与驱动直线电机输出轴固定连接且与驱动升降杆固定连接的的连接件二、位于底盘外壳外且与驱动升降杆左侧面下方固定连接的差速器、固定连接在差速器上下表面的驱动电机座、位于驱动电机座左侧与驱动电机座左侧表面固定连接的驱动电机、位于驱动升降杆右侧与驱动升降杆右侧表面固定连接的U型支撑架、分别开在在U型支撑架前后表面中间位置的转动孔、套装在转动孔内且与差速器转动连接的转动轴和固定连接在转动轴一端的驱动轮共同构成。

所述底盘外壳内设有爬梯驱动装置，所述爬梯驱动装置由固定连接在底盘外壳内侧底面的爬梯驱动电机和套装在爬梯驱动电机输出轴外且与斜齿轮一配合的斜齿轮二共同构成。

所述底盘外壳上方设有支撑装置，所述支撑装置由位于底盘外壳上方与底盘外壳上表面转动连接的支撑板、位于支撑板右侧且底座与底盘外壳上表面转动连接的支撑直线电机、位于支撑板下方与支撑板下表面中间位置固定连接且与支撑直线电机输出轴转动连接的连接件三和位于支撑板上方与支撑板上表面固定连接的物品放置盘共同构成。

所述爬梯装置外设有保护壳，所述保护壳与底盘外壳前后表面固定连接。

所述物品放置盘底面设有压力传感器，所述底盘外壳四周侧面均匀设有红外传感器，所述底盘外壳内侧底面设有倾斜传感器。

所述底盘外壳内设有控制盒，所述控制盒由固定安装在控制盒内的电机驱动器、信号收发器和控制器共同构成。

所述控制盒右侧设有锂电池。

所述底盘外壳右侧表面中间位置开有充电接口。

所述控制盒设有外部遥控器，所述外部遥控器内设有与信号收发器配对连接的无线适配器。

所述转向直线电机、驱动直线电机、驱动电机、爬梯驱动电机、支撑直线电机、压力传感器、红外传感器、倾斜传感器、电机驱动器、信号收发器、控制器、锂电池和充电接口之间电性连接且由控制器控制。

利用本发明的技术方案制作的一种家用小型载重爬楼梯机器人，在平地上前进时，采用轮子驱动，前进平稳，当遇到不同高度类型的楼梯时还可以自动调整爬梯高度，采用同步带爬楼梯的方法，可以实现爬楼梯过程平稳运行，并且可以实现平地运行和楼梯运行的无缝对接。

附图说明

图1是本发明所述一种家用小型载重爬楼梯机器人的结构示意图；

图2是本发明所述一种家用小型载重爬楼梯机器人的局部后视图；

图3是本发明所述底盘外壳的局部剖视图；

图4是本发明所述驱动装置的局部仰视图；

图5是本发明所述外部遥控器的正视图；

图中，1、底盘外壳；2、爬梯装置；3、爬梯安装孔一；4、爬梯从动轴；5、爬梯安装孔二；6、爬梯主动轴；7、爬梯主动轮；8、斜齿轮一；9、爬梯同步带；10、爬梯挂钩；11、转向装置；12、转向孔；13、转向直线轴承；14、转向轴；15、齿槽；16、转向电机；17、转向齿轮；18、转向直线电机；19、连接件一；20、转向轮架；21、转向轮；22、驱动装置；23、驱动孔；24、驱动滑块；25、驱动升降杆；26、驱动直线电机；27、连接件二；28、差速器；29、驱动电机座；30、驱动电机；31、U型支撑架；32、转动孔；33、转动轴；34、驱动轮；35、斜齿轮二；36、支撑装置；37、支撑板；38、支撑直线电机；39、连接件三；40、物品放置盘；41、保护壳；42、压力传感器；43、红外传感器；44、倾斜传感器；45、控制盒；46、电机驱动器；47、信号收发器；48、控制器；49、锂电池；50、充电接口；51、外部遥控器；52、无线适配器；53、爬梯从动轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-5所示，一种家用小型载重爬楼梯机器人，包括底盘外壳1，所述底盘外壳1前后表面分别设有爬梯装置2，所述爬梯装置2由开在底盘外壳1前后表面左侧中间位置的爬梯安装孔一3、位于爬梯安装孔一3内与底盘外壳1转动连接的爬梯从动轴4、位于爬梯从动轴4前后两端分别与爬梯从动轴4前后两表面固定连接的爬梯从动轮53、开在底盘外壳1前后表面右侧中间位置的爬梯安装孔二5、位于爬梯安装孔二5内与底盘外壳1转动连接的爬梯主动轴6、位于爬梯主动轴6前后两端分别与爬梯主动轴6前后两表面固定连接的爬梯主动轮7、位于底盘外壳1内套装在爬梯主动轴6外中间位置的斜齿轮一8、套装在爬梯从动轴4外且套装在爬梯主动轮7外的爬梯同步带9和位于爬梯同步带9外侧表面与爬梯同步带9固定连接且均匀分布的爬梯挂钩10共同构成，所述底盘外壳1内设有转向装置11，所述转向装置11由开在底盘外壳1内侧底面左侧中间位置的转向孔12、位于底盘外壳1内且位于转向孔12上方与底盘外壳1固定连接的转向直线轴承13、套装在转向直线轴承13内与底盘外壳1转动连接的转向轴14、开在转向轴14圆周面上侧的齿槽15、位于转向直线轴承13右侧与底盘外壳1内侧底面固定连接的转向电机16、套装在转向电机16输出轴外且与齿槽15相配合的转向齿轮17、位于转向直线轴承13左侧与底盘外壳1内侧底面固定连接的转向直线电机18、位于转向直线电机18上方与转向直线电机18输出轴固定连接且与转向轴14固定连接的连接件一19、固定连接在转向轴14下表面的转向轮架20和位于转向轮架20内与转向轮架20转动连接的转向轮21共同构成，所述底盘外壳1内设有驱动装置22，所述驱动装置22由开在底盘外壳1内侧底面右侧中间位置的驱动孔23、位于驱动孔23上方且与底盘外壳1内侧底面固定连接的驱动滑块24、套装在驱动滑块24内与底盘外壳1滑动连接的驱动升降杆25、位于驱动滑块24右侧与底盘外壳1内侧底面固定连接的驱动直线电机26、位于驱动直线电机26上方与驱动直线电机26输出轴固定连接且与驱动升降杆25固定连接的的连接件二27、位于底盘外壳1外且与驱动升降杆25左侧面下方固定连接的差速器28、固定连接在差速器28上下表面的驱动电机座29、位于驱动电机座29左侧与驱动电机座29左侧表面固定连接的驱动电机30、位于驱动升降杆25右侧与驱动升降杆25右侧表面固定连接的U型支撑架31、分别开在在U型支撑架31前后表面中间位置的转动孔32、套装在转动孔32内且与差速器28转动连接的转动轴33和固定连接在转动轴33一端的驱动轮34共同构成；所述底盘外壳1内设有爬梯驱动装置22，所述爬梯驱动装置22由固定连接在底盘外壳1内侧底面的爬梯驱动电机30和套装在爬梯驱动电机30输出轴外且与斜齿轮一8配合的斜齿轮二35共同构成；所述底盘外壳1上方设有支撑装置36，所述支撑装置36由位于底盘外壳1上方与底盘外壳1上表面转动连接的支撑板37、位于支撑板37右侧且底座与底盘外壳1上表面转动连接的支撑直线电机38、位于支撑板37下方与支撑板37下表面中间位置固定连接且与支撑直线电机38输出轴转动连接的连接件三39和位于支撑板37上方与支撑板37上表面固定连接的物品放置盘40共同构成；所述爬梯装置2外设有保护壳41，所述保护壳41与底盘外壳1前后表面固定连接；所述物品放置盘40底面设有压力传感器42，所述底盘外壳1四周侧面均匀设有红外传感器43，所述底盘外壳1内侧底面设有倾斜传感器44；所述底盘外壳1内设有控制盒45，所述控制盒45由固定安装在控制盒45内的电机驱动器46、信号收发器47和控制器48共同构成；所述控制盒45右侧设有锂电池49；所述底盘外壳1右侧表面中间位置开有充电接口50；所述控制盒45设有外部遥控器51，所述外部遥控器51内设有与信号收发器47配对连接的无线适配器52；所述转向直线电机18、驱动直线电机26、驱动电机30、爬梯驱动电机30、支撑直线电机38、压力传感器42、红外传感器43、倾斜传感器44、电机驱动器46、信号收发器47、控制器48、锂电池49和充电接口50之间电性连接且由控制器48控制。

本实施方案的特点为，底盘外壳前后表面分别设有爬梯装置，爬梯装置由开在底盘外壳前后表面左侧中间位置的爬梯安装孔一、位于爬梯安装孔一内与底盘外壳转动连接的爬梯从动轴、位于爬梯从动轴前后两端分别与爬梯从动轴前后两表面固定连接的爬梯从动轮、开在底盘外壳前后表面右侧中间位置的爬梯安装孔二、位于爬梯安装孔二内与底盘外壳转动连接的爬梯主动轴、位于爬梯主动轴前后两端分别与爬梯主动轴前后两表面固定连接的爬梯主动轮、位于底盘外壳内套装在爬梯主动轴外中间位置的斜齿轮一、套装在爬梯从动轴外且套装在爬梯主动轮外的爬梯同步带和位于爬梯同步带外侧表面与爬梯同步带固定连接且均匀分布的爬梯挂钩共同构成，底盘外壳内设有转向装置，转向装置由开在底盘外壳内侧底面左侧中间位置的转向孔、位于底盘外壳内且位于转向孔上方与底盘外壳固定连接的转向直线轴承、套装在转向直线轴承内与底盘外壳转动连接的转向轴、开在转向轴圆周面上侧的齿槽、位于转向直线轴承右侧与底盘外壳内侧底面固定连接的转向电机、套装在转向电机输出轴外且与齿槽相配合的转向齿轮、位于转向直线轴承左侧与底盘外壳内侧底面固定连接的转向直线电机、位于转向直线电机上方与转向直线电机输出轴固定连接且与转向轴固定连接的连接件一、固定连接在转向轴下表面的转向轮架和位于转向轮架内与转向轮架转动连接的转向轮共同构成，底盘外壳内设有驱动装置，驱动装置由开在底盘外壳内侧底面右侧中间位置的驱动孔、位于驱动孔上方且与底盘外壳内侧底面固定连接的驱动滑块、套装在驱动滑块内与底盘外壳滑动连接的驱动升降杆、位于驱动滑块右侧与底盘外壳内侧底面固定连接的驱动直线电机、位于驱动直线电机上方与驱动直线电机输出轴固定连接且与驱动升降杆固定连接的的连接件二、位于底盘外壳外且与驱动升降杆左侧面下方固定连接的差速器、固定连接在差速器上下表面的驱动电机座、位于驱动电机座左侧与驱动电机座左侧表面固定连接的驱动电机、位于驱动升降杆右侧与驱动升降杆右侧表面固定连接的U型支撑架、分别开在在U型支撑架前后表面中间位置的转动孔、套装在转动孔内且与差速器转动连接的转动轴和固定连接在转动轴一端的驱动轮共同构成，在平地上前进时，采用轮子驱动，前进平稳，当遇到不同高度类型的楼梯时还可以自动调整爬梯高度，采用同步带爬楼梯的方法，可以实现爬楼梯过程平稳运行，并且可以实现平地运行和楼梯运行的无缝对接。

在本实施方案中，在平地上运行时，转向装置中转向直线电机运行使整个转动轮相对于底盘外壳向下运动，同时驱动直线电机运行使驱动轮相对于底盘外壳下移，这样使爬梯装置脱离底面，平地运行，当需要爬楼梯时，驱动轮收缩，底盘外壳倾斜，同时支撑装置中支撑直线电机运行，使物品放置盘始终保持水平状态，爬梯同步带开始运行，当爬梯挂钩爬行第一个台阶时，转向直线电机运行，转向轮收缩，然后开始爬行楼梯，在平地上运行时，转向装置中转向电机运行驱动转向轮转弯。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家用小型载重爬楼梯机器人，包括底盘外壳（1），其特征在于，所述底盘外壳（1）前后表面分别设有爬梯装置（2），所述爬梯装置（2）由开在底盘外壳（1）前后表面左侧中间位置的爬梯安装孔一（3）、位于爬梯安装孔一（3）内与底盘外壳（1）转动连接的爬梯从动轴（4）、位于爬梯从动轴（4）前后两端分别与爬梯从动轴（4）前后两表面固定连接的爬梯从动轮（53）、开在底盘外壳（1）前后表面右侧中间位置的爬梯安装孔二（5）、位于爬梯安装孔二（5）内与底盘外壳（1）转动连接的爬梯主动轴（6）、位于爬梯主动轴（6）前后两端分别与爬梯主动轴（6）前后两表面固定连接的爬梯主动轮（7）、位于底盘外壳（1）内套装在爬梯主动轴（6）外中间位置的斜齿轮一（8）、套装在爬梯从动轴（4）外且套装在爬梯主动轮（7）外的爬梯同步带（9）和位于爬梯同步带（9）外侧表面与爬梯同步带（9）固定连接且均匀分布的爬梯挂钩（10）共同构成，所述底盘外壳（1）内设有转向装置（11），所述转向装置（11）由开在底盘外壳（1）内侧底面左侧中间位置的转向孔（12）、位于底盘外壳（1）内且位于转向孔（12）上方与底盘外壳（1）固定连接的转向直线轴承（13）、套装在转向直线轴承（13）内与底盘外壳（1）转动连接的转向轴（14）、开在转向轴（14）圆周面上侧的齿槽（15）、位于转向直线轴承（13）右侧与底盘外壳（1）内侧底面固定连接的转向电机（16）、套装在转向电机（16）输出轴外且与齿槽（15）相配合的转向齿轮（17）、位于转向直线轴承（13）左侧与底盘外壳（1）内侧底面固定连接的转向直线电机（18）、位于转向直线电机（18）上方与转向直线电机（18）输出轴固定连接且与转向轴（14）固定连接的连接件一（19）、固定连接在转向轴（14）下表面的转向轮架（20）和位于转向轮架（20）内与转向轮架（20）转动连接的转向轮（21）共同构成，所述底盘外壳（1）内设有驱动装置（22），所述驱动装置（22）由开在底盘外壳（1）内侧底面右侧中间位置的驱动孔（23）、位于驱动孔（23）上方且与底盘外壳（1）内侧底面固定连接的驱动滑块（24）、套装在驱动滑块（24）内与底盘外壳（1）滑动连接的驱动升降杆（25）、位于驱动滑块（24）右侧与底盘外壳（1）内侧底面固定连接的驱动直线电机（26）、位于驱动直线电机（26）上方与驱动直线电机（26）输出轴固定连接且与驱动升降杆（25）固定连接的的连接件二（27）、位于底盘外壳（1）外且与驱动升降杆（25）左侧面下方固定连接的差速器（28）、固定连接在差速器（28）上下表面的驱动电机座（29）、位于驱动电机座（29）左侧与驱动电机座（29）左侧表面固定连接的驱动电机（30）、位于驱动升降杆（25）右侧与驱动升降杆（25）右侧表面固定连接的U型支撑架（31）、分别开在在U型支撑架（31）前后表面中间位置的转动孔（32）、套装在转动孔（32）内且与差速器（28）转动连接的转动轴（33）和固定连接在转动轴（33）一端的驱动轮（34）共同构成。

2.根据权利要求1所述的一种家用小型载重爬楼梯机器人，其特征在于，所述底盘外壳（1）内设有爬梯驱动装置（22），所述爬梯驱动装置（22）由固定连接在底盘外壳（1）内侧底面的爬梯驱动电机（30）和套装在爬梯驱动电机（30）输出轴外且与斜齿轮一（8）配合的斜齿轮二（35）共同构成。

3.根据权利要求1所述的一种家用小型载重爬楼梯机器人，其特征在于，所述底盘外壳（1）上方设有支撑装置（36），所述支撑装置（36）由位于底盘外壳（1）上方与底盘外壳（1）上表面转动连接的支撑板（37）、位于支撑板（37）右侧且底座与底盘外壳（1）上表面转动连接的支撑直线电机（38）、位于支撑板（37）下方与支撑板（37）下表面中间位置固定连接且与支撑直线电机（38）输出轴转动连接的连接件三（39）和位于支撑板（37）上方与支撑板（37）上表面固定连接的物品放置盘（40）共同构成。

4.根据权利要求1所述的一种家用小型载重爬楼梯机器人，其特征在于，所述爬梯装置（2）外设有保护壳（41），所述保护壳（41）与底盘外壳（1）前后表面固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种家用小型载重爬楼梯机器人，其特征在于，所述物品放置盘（40）底面设有压力传感器（42），所述底盘外壳（1）四周侧面均匀设有红外传感器（43），所述底盘外壳（1）内侧底面设有倾斜传感器（44）。

6.根据权利要求1所述的一种家用小型载重爬楼梯机器人，其特征在于，所述底盘外壳（1）内设有控制盒（45），所述控制盒（45）由固定安装在控制盒（45）内的电机驱动器（46）、信号收发器（47）和控制器（48）共同构成。

7.根据权利要求1所述的一种家用小型载重爬楼梯机器人，其特征在于，所述控制盒（45）右侧设有锂电池（49）。

8.根据权利要求1所述的一种家用小型载重爬楼梯机器人，其特征在于，所述底盘外壳（1）右侧表面中间位置开有充电接口（50）。

9.根据权利要求1所述的一种家用小型载重爬楼梯机器人，其特征在于，所述控制盒（45）设有外部遥控器（51），所述外部遥控器（51）内设有与信号收发器（47）配对连接的无线适配器（52）。

10.根据权利要求1所述的一种家用小型载重爬楼梯机器人，其特征在于，所述转向直线电机（18）、驱动直线电机（26）、驱动电机（30）、爬梯驱动电机（30）、支撑直线电机（38）、压力传感器（42）、红外传感器（43）、倾斜传感器（44）、电机驱动器（46）、信号收发器（47）、控制器（48）、锂电池（49）和充电接口（50）之间电性连接且由控制器（48）控制。