CN114313044A - 一种能爬楼梯的移动机器人移动平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能爬楼梯的移动机器人移动平台,包括箱体和上摇杆，所述箱体左右两侧对称设置，均设有轮毂电机A、电机支架A、舵机A、舵机支架A、空间连杆机构、轮毂电机B、电机支架B、轮毂电机C、电机支架C、舵机C、舵机支架C。本发明的机器人移动平台具有实用性强、重量轻、成本低的特点，使机器人不仅仅可以在平面上有良好的运动性能，也满足其越障需要。结构方面，本发明用于轮式机器人结构但不局限于轮式机器人，对于有越障需要的移动机器人，本发明也可调整后加以应用。

Description

一种能爬楼梯的移动机器人移动平台

技术领域

本发明涉及移动机器人技术领域，具体涉及一种能爬楼梯的移动机器人移动平台。

背景技术

现有的移动机器人的移动平台大多针对其特有的工作环境，有的只能在路面平整的环境下工作，有的具备一定的越障能力。但是在一些室内条件下，比如医院，商场等场所，我们需要移动机器人可以攀爬楼梯，使得机器人可以进入楼梯间工作，同时，也能够加快工作效率。这样可以更加有效的满足移动机器人的工作需要。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种适用于医院，商场等城市场所的能爬楼梯的移动机器人移动平台。功能方面，本发明的机器人移动平台具有实用性强、重量轻、成本低的特点，使机器人不仅仅可以在平面上有良好的运动性能，也满足其越障需要。结构方面，本发明用于轮式机器人结构但不局限于轮式机器人，对于有越障需要的移动机器人，本发明也可调整后加以应用。

本发明采取的具体技术方案是：

一种能爬楼梯的移动机器人移动平台,包括箱体和上摇杆，所述箱体左右两侧对称设置，均设有轮毂电机A、电机支架A、舵机A、舵机支架A、空间连杆机构、轮毂电机B、电机支架B、轮毂电机C、电机支架C、舵机C、舵机支架C；所述轮毂电机A安装在所述电机支架A上，所述电机支架A与所述舵机A的输出轴连接，所述舵机A安装在所述舵机支架上；所述空间连杆机构包括连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、侧摇杆、连杆五，所述连杆四一端与所述舵机支架A连接，另一端与所述连杆三通过连接件一连接，所述连杆二与所述连杆一通过连接件二连接,所述连杆二的另一端连接有连接件三，所述连接件一与所述连接件三通过销轴和轴承连接，所述连接件一与所述连接件三可相对转动；所述连接件二与所述侧摇杆、所述箱体通过销轴和轴承连接，所述轴承安装在所述箱体上，所述连接件二和所述侧摇杆可相对箱体转动；所述侧摇杆与连杆五的一端、上摇杆连接，所述连杆五的另一端通过Y型接头与所述箱体连接；所述连杆三的另一端与所述电机支架B连接，所述电机支架B与所述轮毂电机B连接；所述连杆一的另一端与所述舵机支架C，所述舵机支架C用于安装舵机C，所述舵机C的输出轴与所述电机支架C连接，所述电机支架C用于安装所述轮毂电机C。

进一步地，所述轮毂电机B位于所述轮毂电机A和所述轮毂电机C的中间，当移动平台位于水平面时，轮毂电机A、轮毂电机B、轮毂电机C三轮的俯视面与箱体底面平行。

进一步地，所述连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、侧摇杆、连杆五、上摇杆上均开有槽。

进一步地，所述箱体是采用铝型材搭建骨架，骨架外包裹铝合金板的形式构建而成。

本发明的有益效果是：传统的轮式移动机器人移动平台一般采用三轮或四轮结构，只能在平面、斜面或其他路面环境相对较好的情况下运动。此发明使得移动平台具有一定的越障能力，在凹凸不平的路面，车轮能够很好的贴合路面，并且可以爬楼梯。传统的移动机器人移动平台由于工作环境良好，一般不使用具有独立悬架结构功能的部件，因此，难以解决两侧在越障时互不干扰的问题。此发明在保留结构简单的优点下，解决了移动小车两侧运动互不干扰的问题。并且，本发明采用了空间连杆机构作为移动平台的支撑件代替了悬架的功能，使得移动平台两侧在其中一侧越障时另一侧不受干扰，同时大大提高了越障能力。本发明采用了六个轮毂电机进行驱动，在提供动力的同时，可以配合空间连杆机构使其能够实现爬楼梯等复杂的越障功能。本发明采用了四个舵机进行转向，使得移动平台更加灵活，可以实现原地转向与差速转向。本发明采用骨架外包裹铝合金板的形式构建箱体，降低了移动平台的质量。本发明在空间连杆机构的杆件长度上进行了设计(满足轮毂电机B位于所述轮毂电机A和所述轮毂电机C的中间，当移动平台位于水平面时，轮毂电机A、轮毂电机B、轮毂电机C三轮的俯视面与箱体底面平行)，以保证前后轮转动中心到中间轮转动中心的距离相等，降低了车轮的磨损与杆件所受的轴向力。本发明在杆件上开槽，在一定程度上降低了移动平台的质量，同时，可以保护并隐藏轮毂电机与舵机的线路。

附图说明

图1为本发明移动机器人移动平台的结构示意图；

图2为本发明移动机器人移动平台的俯视图；

图3为本发明移动机器人移动平台连接件一与连接件三的装配示意图；

图4为本发明移动机器人移动平台连接件二与箱体的装配示意图；

图5为连接件一的结构示意图；

图6为连接件二的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，本实施例提供了一种能爬楼梯的移动机器人移动平台,包括箱体1和上摇杆2，所述箱体1左右两侧对称设置，均设有轮毂电机A101、电机支架A102、舵机A103、舵机支架A104、空间连杆机构105、轮毂电机B106、电机支架B107、轮毂电机C108、电机支架C109、舵机C110、舵机支架C111；所述轮毂电机A101安装在所述电机支架A102上，所述电机支架A102与所述舵机A103的输出轴连接，所述舵机A103安装在所述舵机支架A104上；所述空间连杆机构105包括连杆一1051、连杆二1052、连杆三1053、连杆四1054、侧摇杆1055、连杆五1056，所述连杆四1054一端与所述舵机支架A104连接，另一端与所述连杆三1053通过连接件一112(图5)连接，所述连杆二1052与所述连杆一1051通过连接件二113(图6)连接，所述连杆二1052的另一端连接有连接件三114，所述连接件一112与所述连接件三114通过销轴和轴承连接，所述连接件一112与所述连接件三114可相对转动，连接件一112与连接件三114具体连接如图3所示，是通过四个轴承A1121和一个销轴A1122进行连接，其相接处设有垫片1123，并采用卡簧1124固定销轴A1122；连接件一112与连接件三114内分别安装有两个轴承A1121，连杆四1054与连杆三1053均与连接件一112连接，可采用螺纹+螺栓的方式连接，连接件一112内有内螺纹，连杆四1054与连杆三1053连接处上均设有外螺纹，内、外螺纹配合连接，再侧面攻螺栓固定，连杆二1052与连接件三114的连接也是相同的方式；所述连接件二113、所述侧摇杆1055与所述箱体1通过销轴B1132和轴承B1131连接，所述轴承B1131安装在所述箱体1上，连接件二113、侧摇杆1055可相对箱体1转动，如图4所示，连杆二1052与连杆一1051是通过连接件二113连接在一起的，没有自由度，轴承B1131安装在箱体1上，安装完成后，连杆二1052、连杆一1051、侧摇杆1055可相对箱体1转动；所述侧摇杆1055与连杆五1056的一端、上摇杆2连接，所述连杆五1056的另一端通过Y型接头115与所述箱体1连接，这样连杆五1056、上摇杆相对箱体1具有自由度构成一个转动副；所述连杆三1053的另一端与所述电机支架B107连接，所述电机支架B107与所述轮毂电机B106连接；所述连杆一1051的另一端与所述舵机支架C111，所述舵机支架C111用于安装舵机C110，所述舵机C110的输出轴与所述电机支架C109连接，所述电机支架C109用于安装所述轮毂电机C108。所述轮毂电机B106位于所述轮毂电机A101和所述轮毂电机C108的中间，当移动平台位于水平面时，轮毂电机A101、轮毂电机B106、轮毂电机C108三轮的俯视面与箱体1底面平行。

作为本实施例的优选方案，所述连杆一1051、连杆二1052、连杆三1053、连杆四1054、侧摇杆1055、连杆五1056、上摇杆2上均开有槽。

作为本实施例的优选方案，所述箱体1是采用铝型材搭建骨架，骨架外包裹铝合金板的形式构建而成。

工作时，当移动平台需越过单侧障时，单侧轮毂电机A抬起，单侧连接杆四与连接杆三顺时针转动，其转动中心随着移动平台的运动向上抬起，带动单侧连接杆二与连接杆一顺时针转动(绕轮毂电机C圆心)。随着移动平台的前进，单侧轮毂电机A向下运动，移动平台恢复原来的运动状态。随着移动平台继续前进，单侧轮毂电机B抬起，单侧连接杆四与连接杆三逆时针转动，其转动中心随着移动平台的运动向上抬起，之后其他结构的运动状态与轮毂电机A越障时同理。当单侧轮毂电机C通过障碍物时单侧连接杆二与连接杆一逆时针转动(绕连接杆二与连接杆三连接的转动副)，侧摇杆逆时针转动，连杆五向前运动，上摇杆顺时针运动(俯视)；当移动平台两侧越障时，两侧轮毂电机A抬起，两侧连接杆四与连接杆三顺时针转动，其转动中心随着移动平台移动向上抬起，带动两侧连接杆二与连接杆一顺时针转动(绕轮毂电机C圆心)，随着移动平台的前进，两侧轮毂电机A向下运动，移动平台恢复原来的运动状态。随着移动平台继续前进，两侧轮毂电机B抬起，两侧连接杆四与连接杆三逆时针转动，其转动中心随着移动平台的运动向上抬起，之后其他结构的运动状态与两侧轮毂电机A越障时同理，当两侧轮毂电机C通过障碍物时单侧连接杆二与连接杆一逆时针转动(绕该侧的连接杆二与连接杆三连接的转动副)，车身前倾。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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)

1.一种能爬楼梯的移动机器人移动平台,其特征在于，包括箱体和上摇杆，所述箱体左右两侧对称设置，均设有轮毂电机A、电机支架A、舵机A、舵机支架A、空间连杆机构、轮毂电机B、电机支架B、轮毂电机C、电机支架C、舵机C、舵机支架C；所述轮毂电机A安装在所述电机支架A上，所述电机支架A与所述舵机A的输出轴连接，所述舵机A安装在所述舵机支架上；所述空间连杆机构包括连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、侧摇杆、连杆五，所述连杆四一端与所述舵机支架A连接，另一端与所述连杆三通过连接件一连接，所述连杆二与所述连杆一通过连接件二连接,所述连杆二的另一端连接有连接件三，所述连接件一与所述连接件三通过销轴和轴承连接，所述连接件一与所述连接件三可相对转动；所述连接件二与所述侧摇杆、所述箱体通过销轴和轴承连接，所述轴承安装在所述箱体上，所述连接件二和所述侧摇杆可相对箱体转动；所述侧摇杆与连杆五的一端、上摇杆连接，所述连杆五的另一端通过Y型接头与所述箱体连接；所述连杆三的另一端与所述电机支架B连接，所述电机支架B与所述轮毂电机B连接；所述连杆一的另一端与所述舵机支架C，所述舵机支架C用于安装舵机C，所述舵机C的输出轴与所述电机支架C连接，所述电机支架C用于安装所述轮毂电机C。

2.一种能爬楼梯的移动机器人移动平台,其特征在于，所述轮毂电机B位于所述轮毂电机A和所述轮毂电机C的中间，当移动平台位于水平面时，轮毂电机A、轮毂电机B、轮毂电机C三轮的俯视面与箱体底面平行。

3.一种能爬楼梯的移动机器人移动平台,其特征在于，所述连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、侧摇杆、连杆五、上摇杆上均开有槽。

4.一种能爬楼梯的移动机器人移动平台,其特征在于，所述箱体是采用铝型材搭建骨架，骨架外包裹铝合金板的形式构建而成。

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