CN110236808A - 一种主动式支撑避障装置、爬楼机器人及其爬楼方法 - Google Patents

一种主动式支撑避障装置、爬楼机器人及其爬楼方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110236808A
CN110236808A CN201910385052.8A CN201910385052A CN110236808A CN 110236808 A CN110236808 A CN 110236808A CN 201910385052 A CN201910385052 A CN 201910385052A CN 110236808 A CN110236808 A CN 110236808A
Authority
CN
China
Prior art keywords
connecting rod
obstacle avoidance
active support
avoidance apparatus
revolute pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910385052.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110236808B (zh
Inventor
王飞
张岩岭
任刚跃
姜祖辉
于振中
李文兴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Hagong Cijian Intelligent Technology Co ltd
Original Assignee
HRG International Institute for Research and Innovation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HRG International Institute for Research and Innovation filed Critical HRG International Institute for Research and Innovation
Priority to CN201910385052.8A priority Critical patent/CN110236808B/zh
Publication of CN110236808A publication Critical patent/CN110236808A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110236808B publication Critical patent/CN110236808B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/04—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/06—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/06—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps
    • A61G5/068—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps with extensible supports pushing upwards, e.g. telescopic legs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10—Parts, details or accessories
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00—General characteristics of devices
    • A61G2203/10—General characteristics of devices characterised by specific control means, e.g. for adjustment or steering

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Handcart (AREA)

Abstract

一种主动式支撑避障装置爬楼机器人及其爬楼方法，包括：第一连接杆、直线推杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、车轮，所述第一连接杆中部与第二连接杆下端铰接形成转动副，第一连接杆上端与第四连接杆上端铰接形成转动副，第三连接杆一端与第二连接杆上端铰，另一端与第四连接杆下端铰接，直线推杆一端与第二连接杆中部铰接，另一端与第四连接杆中部铰接，连接杆以及直线推杆形成复合连杆机构。

Description

一种主动式支撑避障装置、爬楼机器人及其爬楼方法
技术领域
本发明涉及一种养老助残设备领域，尤其是涉及一种主动式支撑避障装置及其爬楼机器人及其爬楼方法。
背景技术
随着世界上人口增长，老龄化人口越来越多，人们对养老助残机器人的研究也日渐加强，同时伴随着养老助残辅助器材也日益增多；在养老助残机器人领域，辅助老年人或残疾人出行的设备是极其重要，且在安全性、功能性方面设计要求较高。至此，机器人的爬楼、越障功能尤为重要。但是在现阶段，养老助残机器人属于新兴产业，各种产品的设计水平良莠不齐，很多产品不具有爬楼或越障功能，造成产品功能单一，对出行条件要求苛刻，无法满足用户良好的出行体验。
如现有技术：中国专利申请(申请号：CN201110272533)公开一种水平载人轮椅，水平载人轮椅包括底架(2)、座位(3)、连杆机构(1)、驱动装置，所述座位(3)设置在所述连杆机构(1)上，所述驱动装置驱动所述连杆机构(1)产生运动，所述连杆机构(1)为五杆机构，包括设置在底架(2)上的第一固定点(100)和第二固定点(200)，以及主动杆(110)、固定杆(190)、水平杆(130)、第一角杆(120)、第二角杆(180)、第一导杆(160)和第二导杆；所述主动杆的第一端(111)与所述第一固定点(100)铰链形成第一转动副(201)，所述主动杆的第二端(112)与所述第一角杆的第一端(121)铰链形成第二转动副；所述第一角杆的角端(122)与所述水平杆的第一端(131)铰链形成第三转动副；所述第一角杆的第二端(123)与所述第一导杆的第一端(161)铰链形成第四转动副；所述第一导杆的第二端(162)与所述第一竖直杆的第二端(142)铰链形成第五转动副；所述固定杆的第二端(192)与所述第二角杆的第一端(181)铰链形成第六转动副；所述第二角杆的角端(182)与所述水平杆的第二端(132)铰链形成第七转动副；所述第二角杆的第二端(183)与所述第二导杆的第一端(171)铰链形成第八转动副；所述第二导杆的第二端(172)与所述第二竖直杆的第二端(152)铰链形成第九转动副，然而，该轮椅在避障时候造成重心不稳并且该轮椅结构复杂，制造、生产、维修成本增加；再如，现有技术，中国专利申请(CN201810646319)公开一种可避障碍轮椅，包括，轮椅坐垫，弧形齿条，减震支架，底座，连接减震架；所述的连接减震架通过固定夹固定安装在固定板上，固定板上固定安装有底座，底座上固定安装有弧形齿条安装管，弧形齿条安装管中滑动安装有弧形齿条，弧形齿条上设置有弧形齿条槽，弧形齿条安装管下方固定安装有第一齿轮电机，第一齿轮电机的电机轴上固定安装有第一齿轮，所述的第一齿轮与弧形齿条啮合；保证轮椅在跨越障碍物是轮椅坐垫可以始终保证水平。然而，该轮椅采用的避障结构采用履带、电机、液压缸等复杂的结构，不利于日后的维修保养，同时其重量大不利于使用者方便使用。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本申请发明一种主动式支撑避障装置及其采用该装置的爬楼机器人，其技术方案如下：
一种主动式支撑避障装置包括：第一连接杆、直线推杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、车轮；其中所述第一连接杆中部与第二连接杆下端铰接形成转动副，第一连接杆上端与第四连接杆上端铰接形成转动副，第三连接杆一端与第二连接杆上端铰接形成转动副，另一端与第四连接杆下端铰接形成转动副，直线推杆一端与第二连接杆中部铰接形成转动副，另一端与第四连接杆中部铰接形成转动副，上述连接杆以及直线推杆形成复合连杆机构。
优选为：第一连接杆下端有竖直方向腰孔，车轮连接轴通过第一连接杆下端腰孔用螺栓固接，车轮安装位置不同可以调节避障的大小以及支撑避障装置的稳定性。
优选为：所述直线推杆为伸缩杆，可以是电动或是液动、气动伸缩杆。
优选为：所述车轮内部设置有伺服驱动电机。
优选为：所述第三连接杆固接在爬楼机器人上，当机器人运动轮子遇到楼梯或障碍物时，直线推杆主动伸长，第二连接杆以与第三连接杆上端铰接形成转动副为轴顺时针转动，第四连接杆以与第三连接杆下端铰接形成转动副为轴逆时针转动。
本发明还公开一种爬楼机器人，该爬楼机器人包括上述主动式支撑避障装置。
本发明还公开一种爬楼机器人的爬楼方法，该爬楼机器人包括上述主动式支撑避障装置。
有益效果
该装置结构简单，可以实现稳定的支撑功能，在遇到楼梯或者障碍物时可以主动实现避障功能，根据调节可以实现不同大小障碍物的避障。
附图说明
图1为一种主动式支撑避障装置结构示意图。
图2为主动式支撑避障装置及其爬楼机器人的第一连接杆与轮子连接示意图。
图3为一种主动式支撑避障装置受力示意图。
图4为一种主动式支撑避障装置及其爬楼机器人应用场景示意图1。
图5为一种主动式支撑避障装置及其爬楼机器人应用场景示意图2。
图6为一种主动式支撑避障装置及其爬楼机器人应用场景示意图3。
图7为一种主动式支撑避障装置及其爬楼机器人应用场景示意图4。
附图标记说明：第一连接杆101、直线推杆102、第二连接杆103、第三连接杆104、第四连接杆105、车轮106、主动式支撑避障装置10。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，参见附图1-2所示。
主动式支撑避障装置包括：第一连接杆101、直线推杆102、第二连接杆103、第三连接杆104、第四连接杆105、车轮106；所述第一连接杆101中部与第二连接杆103下端铰接形成转动副；第一连接杆101上端与第四连接杆105上端铰接形成转动副；第三连接杆104上端与第二连接杆103上端铰接形成转动副；第三连接杆104下端与第四连接杆105下端铰接形成转动副；直线推杆102左端与第二连接杆103中部铰接形成转动副；直线推杆102右端与第四连接杆105中部铰接形成转动副；连接杆以及直线推杆形成复合连杆机构；如图3所示，第一连接杆下101端有竖直方向腰孔，车轮106连接轴通过第一连接杆101下端腰孔用螺栓固接，车轮106安装位置不同可以调节避障的大小以及支撑避障装置的稳定性。
工作原理如下：
如图3、4、5所示，整个装置通过连接杆104固接在爬楼机器人上，爬楼机器人重力压在主动式支撑避障装置10上时，直线推杆102拉紧复合连杆机构，能够稳定支撑重力；当机器人上楼运动轮子遇到楼梯或下障碍物时，直线推杆102主动伸长，连接杆103绕D点顺时针转动，连接杆105绕B点逆时针转动，导致连接杆101上端与连接杆105上端铰接形成转动副转动并下沉，连接杆101中部与连接杆103下端铰接形成转动副转动并提升，一系列的复合连杆机构转动带动与连接杆101固接的车轮106提升实现主动避障。
如图3、6、7所示，当机器人下楼时运动轮子遇到楼梯或下障碍物时，直线推杆102主动伸长，连接杆103绕D点顺时针转动，连接杆105绕B点逆时针转动，导致连接杆101上端与连接杆105上端铰接形成转动副转动并下沉，连接杆101中部与连接杆103下端铰接形成转动副转动并提升，一系列的复合连杆机构转动带动与连接杆101固接的车轮106提升实现主动避障。
当车轮完成下动作后连接杆102主动缩短使连接杆103绕D点逆时针转动，连接杆105绕B点顺时针转动，导致连接杆101上端与连接杆105上端铰接形成转动副转动并上升，连接杆101中部与连接杆103下端铰接形成转动副转动并下沉，使整个装置回到初始位置实现支撑作用。
在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种主动式支撑避障装置，包括：第一连接杆(101)、直线推杆(102)、第二连接杆(103)、第三连接杆(104)、第四连接杆(105)、车轮(106)，其特征为：所述第一连接杆(101)中部与第二连接杆(103)下端铰接形成转动副；第一连接杆(101)上端与第四连接杆(105)上端铰接形成转动副；第三连接杆(104)上端与第二连接杆(103)上端铰接；第三连接杆(104)下端与第四连接杆(105)下端铰接；直线推杆(102)左端与第二连接杆(103)中部铰接；直线推杆(102)右端与第四连接杆(105)中部铰接；所述第一至第四连接杆与直线推杆构成复合连杆机构以实现主动式支撑避障装置。
2.根据权利要求1所述的一种主动式支撑避障装置，其特征为：所述第一连接杆下端有竖直方向腰孔，车轮连接轴通过第一连接杆下端腰孔用螺栓固接，车轮安装位置不同可以调节避障的大小以及支撑避障装置的稳定性。
3.根据权利要求2所述的一种主动式支撑避障装置，其特征为：所述直线推杆为伸缩杆，所述伸缩杆为电动或是液动、气动伸缩杆。
4.根据权利要求1所述的一种主动式支撑避障装置，其特征为：所述主动式支撑避障装置通过第三连接杆(104)固接在爬楼机器人上，当机器人上楼运动轮子遇到楼梯或下障碍物时，直线推杆(102)主动伸长，第二连接杆(103)绕一端顺时针转动，第四连接杆(105)绕一端逆时针转动，导致第一连接杆(101)上端与第四连接杆(105)上端铰接形成转动副转动并下沉，第一连接杆(101)中部与第二连接杆(103)下端铰接形成转动副转动并提升。
5.根据权利要求1所述的一种主动式支撑避障装置，其特征为：当机器人下楼时运动轮子遇到楼梯或下障碍物时，直线推杆(102)主动伸长，第二连接杆(103)绕一端顺时针转动，第四连接杆(105)绕一端逆时针转动，导致第一连接杆(101)上端与第四连接杆(105)上端铰接形成转动副转动并下沉，第一连接杆(101)中部与第二连接杆(103)下端铰接形成转动副转动并提升。
6.一种爬楼机器人，其特征为：包括如权利要求1-5任一所述的主动式支撑避障装置。
7.一种爬楼机器人的爬楼方法，其特征为：包括如权利要求1-5任一所述的主动式支撑避障装置。
CN201910385052.8A 2019-05-09 2019-05-09 一种主动式支撑避障装置、爬楼机器人及其爬楼方法 Active CN110236808B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910385052.8A CN110236808B (zh) 2019-05-09 2019-05-09 一种主动式支撑避障装置、爬楼机器人及其爬楼方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910385052.8A CN110236808B (zh) 2019-05-09 2019-05-09 一种主动式支撑避障装置、爬楼机器人及其爬楼方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110236808A true CN110236808A (zh) 2019-09-17
CN110236808B CN110236808B (zh) 2020-05-01

Family

ID=67883899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910385052.8A Active CN110236808B (zh) 2019-05-09 2019-05-09 一种主动式支撑避障装置、爬楼机器人及其爬楼方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110236808B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB723043A (zh) * 1951-06-19
CN101811525A (zh) * 2010-04-23 2010-08-25 山东大学 具有质心调整装置的液压驱动四足机器人移动机构
CN102429787A (zh) * 2011-09-15 2012-05-02 上海电机学院 水平载人轮椅
CN103661659A (zh) * 2013-12-05 2014-03-26 上海工程技术大学 基于脱扣储释能机理的跳跃机器人
CN105477827A (zh) * 2016-01-08 2016-04-13 上海珍岛信息技术有限公司 一种用于瘫痪病人康复训练的步行训练平台
CN108121353A (zh) * 2017-12-19 2018-06-05 哈工大机器人（合肥）国际创新研究院 一种上楼辅助装置的控制系统及其控制方法
CN108245379A (zh) * 2018-01-24 2018-07-06 哈工大机器人（合肥）国际创新研究院 一种丝杠式下肢爬楼助力装置
CN108652848A (zh) * 2018-06-21 2018-10-16 泉州思和鸿创机器人科技有限公司 一种可跃障碍轮椅
CN108820065A (zh) * 2018-06-11 2018-11-16 武汉科技大学 可行走的仿蝗虫弹跳机器人
CN109567681A (zh) * 2018-12-31 2019-04-05 龙祖祥 可抬升式楼道及平地清洁机器人

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB723043A (zh) * 1951-06-19
CN101811525A (zh) * 2010-04-23 2010-08-25 山东大学 具有质心调整装置的液压驱动四足机器人移动机构
CN102429787A (zh) * 2011-09-15 2012-05-02 上海电机学院 水平载人轮椅
CN103661659A (zh) * 2013-12-05 2014-03-26 上海工程技术大学 基于脱扣储释能机理的跳跃机器人
CN105477827A (zh) * 2016-01-08 2016-04-13 上海珍岛信息技术有限公司 一种用于瘫痪病人康复训练的步行训练平台
CN108121353A (zh) * 2017-12-19 2018-06-05 哈工大机器人（合肥）国际创新研究院 一种上楼辅助装置的控制系统及其控制方法
CN108245379A (zh) * 2018-01-24 2018-07-06 哈工大机器人（合肥）国际创新研究院 一种丝杠式下肢爬楼助力装置
CN108820065A (zh) * 2018-06-11 2018-11-16 武汉科技大学 可行走的仿蝗虫弹跳机器人
CN108652848A (zh) * 2018-06-21 2018-10-16 泉州思和鸿创机器人科技有限公司 一种可跃障碍轮椅
CN109567681A (zh) * 2018-12-31 2019-04-05 龙祖祥 可抬升式楼道及平地清洁机器人

Also Published As

Publication number Publication date
CN110236808B (zh) 2020-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104875811B (zh) 一种轮腿辅助式复合越障装置
ATE464781T1 (de) Kopplungsvorrichtung
CN202178552U (zh) 双分裂导线相间间隔棒安装飞车
CN103156739A (zh) 轮椅起坐机构及包含该机构的轮椅
CN106137583A (zh) 一种履带式轮椅
CN103394168A (zh) 高楼火灾s形快速逃生通道装置
CN110179600B (zh) 一种爬楼及越障机器人以及其控制方法
CN103767840A (zh) 一种轮式爬楼轮椅
CN204802947U (zh) 一种线路运维升降梯
CN108035250A (zh) 一种桥梁检修用桥梁机械
CN110151414B (zh) 一种爬楼轮椅及爬楼方法
CN110236808A (zh) 一种主动式支撑避障装置、爬楼机器人及其爬楼方法
CN209586250U (zh) 一种高空作业防护平台
JP5229932B2 (ja) 機械式激震対応免震構造装置
CN110236807A (zh) 一种被动式支撑避障装置、爬楼机器人及其爬楼方法
CN112863345B (zh) 一种基于vr技术的工地安全作业演示设备
CN106621082A (zh) 一种悬挂式地震快速逃生装置
CN211341672U (zh) 高速公路隧道内移动式机电安装平台
CN201314192Y (zh) 移动式高空救援升降梯
CN210078084U (zh) 一种被动式支撑避障装置及其爬楼机器人
CN204446352U (zh) 能上下楼梯的轮椅
CN209522549U (zh) 一种建筑墙面喷涂用剪叉式高空作业平台
CN107300196A (zh) 一种吸油烟机的导烟板升降机构
CN210056498U (zh) 一种主动式支撑避障装置及其爬楼机器人
CN204864788U (zh) 虚拟现实人体全向移动输入平台的悬臂式机身

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221018

Address after: 230601 406, Building 3, Zone C, Intelligent Equipment Science Park, No. 3963, Susong Road, Hefei Economic and Technological Development Zone, Anhui Province

Patentee after: Hefei Hagong cijian Intelligent Technology Co.,Ltd.

Address before: 230601 intelligent equipment science and Technology Park, 3963 Susong Road, Hefei Economic and Technological Development Zone, Anhui Province

Patentee before: HRG INTERNATIONAL INSTITUTE FOR RESEARCH & INNOVATION

TR01 Transfer of patent right