CN202765133U

CN202765133U - 多级阶梯攀登装置

Info

Publication number: CN202765133U
Application number: CN 201220507462
Authority: CN
Inventors: 赵鹏举; 陈志军; 陈卫; 杨佳; 汪崇福
Original assignee: Chongqing College of Electronic Engineering
Current assignee: Chongqing College of Electronic Engineering
Priority date: 2012-09-29
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2022-09-29

Abstract

本实用新型公开一种多级阶梯攀登装置，包括底盘，行走轮，其包括设于底盘前部的一对前轮以及后部的一对后轮，至少在每个前轮上设有一个带动其转动的驱动电机；设于底盘的第一攀爬机构，其包括：第一推动缸；设于第一推动缸活塞杆自由端的第一固杆，其两端都设有第一行走轮；在底盘上并位于第一攀爬机构后设有第二攀爬机构，其包括：第二推动缸；设于第二推动缸活塞杆自由端的第二固杆，其两端都设有第二行走轮，至少在每个第二行走轮上设有一个带动其转动的驱动电机。本实用新型能够攀爬阶梯，尤其是多级阶梯，攀爬效果较好；本实用新型整体结构布置合理，重心较低，攀爬过程中较稳定，不易翻覆。

Description

多级阶梯攀登装置

技术领域

本实用新型涉及一种多级阶梯攀登装置。

背景技术

随着人类社会的不断进步，能源的多元化，促使我们机器人事业有着无穷尽的发展空间。多级阶梯攀登式机器人，结合传统的动力源电能和新的动力源压缩气体分别驱动动力电机和升降气缸使得机器人能够完成多级阶梯的攀登任务。因此，多级阶梯攀登式机器人的底盘技术也将有着非常广阔的应用前景，如军工行业、医学行业、服务业等。进一步，授权公告日为2000年9月20日，授权公告号为CN2397015Y的专利中公开了一种台阶车，其采用的技术方案为：台阶车由车轮、车体底盘、飞轮及链条、车体上阶轮杆构成，所述的车体上阶轮杆包括前轴两个连在一起的上阶轮杆和后轴两个连在一起的上阶轮杆，每个上阶轮杆由上阶轮、上阶杆及重力件组成，上阶轮是由带有安管柄和加速柄的飞轮构成，上阶轮固定在车轴上，上阶杆由伸缩杆、管套、压缩弹簧构成，伸缩杆设置在管套内，杆上绕有压缩弹簧，上阶杆固定在上阶轮的安管柄上。但该专利中提及的台阶车攀爬阶梯时不够稳定，容易翻覆，在攀登过程中攀爬速度也较慢。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种反应速度快，能够稳定攀登多级阶梯的多级阶梯攀登装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种多级阶梯攀登装置，包括底盘，其特征在于，还包括：行走轮，其包括设于底盘前部的一对前轮以及后部的一对后轮，至少在每个前轮上设有一个带动其转动的驱动电机；设于底盘的第一攀爬机构，其包括：第一推动缸，其通过第一固定板固定于底盘；设于第一推动缸活塞杆自由端的第一固杆，其两端都设有第一行走轮；在底盘上并位于第一攀爬机构后设有第二攀爬机构，其包括：第二推动缸，其通过第二固定板固定于底盘；设于第二推动缸活塞杆自由端的第二固杆，其两端都设有第二行走轮，至少在每个第二行走轮上设有一个带动其转动的驱动电机。

可作进一步的改进在于，还包括：第一升降导轨组件，其包括垂设于第一固杆两端部的二第一升降导轨，二第一升降导轨穿过底盘且顶部与第一水平板两端部固接；第二升降导轨组件，其包括垂设于第二固杆两端部的二第二升降导轨，二第二升降导轨穿过底盘且顶部与第二水平板两端部固接。

可作进一步的改进在于，二前轮与二第二行走轮下端面高度相同，二后轮以及二第一行走轮下端面高度相同且大于二前轮下端面高度。

相比现有技术，本实用新型有益效果如下：1、本实用新型能够攀爬阶梯，尤其是多级阶梯，攀爬效果较好，且反应速度快；2、本实用新型整体结构布置合理，重心较低，攀爬过程中较稳定，不易翻覆；3、采用电动机作为动力源，节能，环保。

附图说明

图1是多级阶梯攀登装置在平地运行主视图。

图2是多级阶梯攀登装置在平地运行侧视图。

图3是多级阶梯攀登装置攀登阶梯时第一步动作主视图。

图4是多级阶梯攀登装置攀登阶梯时第一步动作侧视图。

图5是多级阶梯攀登装置攀登阶梯时第二步动作主视图。

图6是多级阶梯攀登装置攀登阶梯时第二步动作侧视图。

具体实施方式

本实用新型提及的多级阶梯攀登装置可以适用于各种行业：医学上，可以用于制作多功能轮椅；军事上，可以用作陆地探测机器人；工业上，可以研发高效的运输机器人。

下面结合附图说明本实用新型的一个较佳实施例，各附图中箭头方向为前方，参见图1-6，多级阶梯攀登装置包括一底盘1，该底盘1由两段大致呈“U”形的一长一短的框架搭接而成，长段部分在下方，短段部分在上方，搭接而成的底盘大致呈矩形。

还包括行走轮，行走轮分为一对布置于底盘1前部的前轮21以及布置在底盘1后部的一对后轮41，二前轮21通过一中空矩形框固定于底盘1前部下端面的两侧，同时，两个前轮21均设置一与其对应的驱动电机211，驱动电机211布置在所述中空矩形框中，二驱动电机211穿设于对应二前轮21的轮毂处，该电机211用于驱动该前轮前进，后退，或者根据驱动电机转速差实现转弯等动作，二后轮41设于底盘1靠近后部的下端面。

同时，在二前轮21与二后轮41间设有第一攀爬机构，该攀登机构包括垂设于底盘1的第一推动缸31，第一推动缸31通过第一固定板33固定于底盘1，第一推动缸31位于第一固定板33的中部位置，第一固定板33与位于两端的矩形底盘长边是垂直的，在第一推动缸31活塞杆自由端（底部）设有第一固杆36，第一固杆36与第一固定板33平行，在第一固杆36的两端部设置二第一行走轮32。

在二后轮41后部设有第二攀爬机构，该攀登机构包括垂设于底盘的第二推动缸51，第二推动缸51通过第二固定板53固定于底盘1，第二推动缸51位于第二固定板53的中部位置，第二固定板53与位于两端的矩形底盘长边是垂直的，在第二推动缸51活塞杆自由端（底部）设有第二固杆56，该第二固杆56与第二固定板53平行，在第二固杆56的两端部设置二第二行走轮52，在每个第二行走轮52上设有一个驱动其行走的驱动电机521，二驱动电机521与其对应的二第二行走轮52轮毂处连接，二驱动电机521驱动二轮前进，后退，或者利用驱动电机转速差实现转向等动作。

二前轮21与二第二行走轮52下端面高度相同，二后轮41以及二第一行走轮32下端面高度相同且大于二前轮下端面高度。优点在于在平地运行时，二后轮和二第一行走轮处于悬空状态，这四个轮在不动作时不与地面产生摩擦力，平地运行时不会阻碍攀登装置工作。

当第一、第二攀爬机构的第一、第二推动缸31、51在动作时，第一、第二推动缸31、51的活塞杆同时朝下稳定伸出，由于第一、第二推动缸31、51已经通过第一、第二固定板33、53固定在底盘上，当第一、第二推动缸31、51的活塞杆在朝下伸出的过程中，各活塞杆底部通过第一、第二固杆以及设于第一、第二固杆两端部的第一、第二行走轮作用于地面，随着第一、第二推动缸的稳定动作，底盘会向上平稳抬起并悬于空中。

需要说明的是，第一、第二攀爬机构除了本实施例中的布置方式，还可以有其他布置方式，比如第一、第二攀爬机构均位于二前轮与二后轮间；或者第一攀爬机构位于二前轮前，第二攀爬机构位于二前轮和二后轮间；或者第一攀爬机构位于二前轮前，第二攀爬机构位于二后轮后。

二第一行走轮和二后轮除了本实施例中的布置方式，还可以直接着地，即二前轮、二后轮、二第一行走轮、二第二行走轮下端面都处于同一高度，一方面，承载部分攀爬装置重量，另一方面，作为行走车轮使用。

本实施例中的第一、第二推动缸可采用气缸中的迷你缸，用于6台阶以下的可直接用1.5到3L的气功压缩气体供气。如果用于大于6台阶可采用小型直流空气压缩机直接供气。如需更大功率的控制缸体，可采用液压缸。

本实施例中的驱动电机可以采用24v驱动电机，使用的电源为24v的锂电池。如果应用于其他行业可采用大功率电机，可以使用铅蓄电池等工业级电源。

为了底盘在向上升起过程中更平稳，上述实施例可作如下改进：还包括：第一升降导轨组件，其包括垂设于第一固杆36两端部的二第一升降导轨34，二第一升降导轨34穿过底盘1且顶部与第一水平板35两端部固接；第二升降导轨组件，其包括垂设于第二固杆56两端部的二第二升降导轨54，二第二升降导轨54穿过底盘1且顶部与第二水平板35两端部固接。第一、第二水平板35、55中部与第一、第二推动缸31、51交汇处设有开口，以便第一、第二水平板35、55不会阻挡第一、第二推动缸的安装与动作过程。这样当底盘上升的过程中，底盘就会按照升降导轨预设的方向稳定升起，不会产生偏差，同时能减轻各气缸活塞杆的负载。

本实用新型工作过程如下：参见图1、2，平地运行阶段，多级阶梯攀登装置在平地上运行时，以四带电机的轮着地，四个离地轮处于初始位置，与地面有一定的距离。通过四个驱动电机的正反转和速度差控制车体的前后左右运行；阶梯运行阶段，阶梯运行分为三个步骤，即平地运行、一级阶梯运行、多级阶梯运行。一级阶梯运行时，当多级阶梯攀登装置前方有阶梯时，第一、第二推动缸同时打开并处于稳定的伸长状态，此时处于攀登阶梯的第一步动作，车体将变形为后驱驱动（参见图3、4），当第一攀爬机构所设二第一行走轮已经处于待攀阶梯上时，第一攀爬机构的第一推动缸活塞杆收缩，此时处于攀登阶梯的第二步动作，车体将变形为后面主驱动轮着地在待攀阶梯下平面的状态，前驱以及前轮着力于待攀阶梯平面上（参见图5、6），在当第二攀爬机构所设二第二行走轮也处于待攀阶梯上时，第二攀爬机构的第二推动缸收缩，通过前驱驱动使得车体完全位于待攀阶梯之上，此时，多级阶梯攀登装置完成攀登步骤并处于复位状态（参见图1、2），多级阶梯运行时，通过循环一级阶梯的全部动作来完成多级阶梯的攀登动作即可。

当然，本实用新型可以采用单片机加传感器的模式进行控制，也可采用人工控制的方式。其中，自动化控制时，传感器用于检测第一、第二攀爬机构所设行走轮是否已经位于待攀爬阶梯之上，单片机用于接收传感器信号并通过控制驱动电机，气缸或液压缸的动作实现攀爬或者转向功能。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种多级阶梯攀登装置，包括底盘（1），其特征在于，还包括：

行走轮，其包括设于底盘（1）前部的一对前轮（21）以及后部的一对后轮（41），至少在每个前轮（21）上设有一个带动其转动的驱动电机（211）；

设于底盘（1）的第一攀爬机构，其包括：第一推动缸（31），其通过第一固定板（33）固定于底盘（1）；设于第一推动缸（31）活塞杆自由端的第一固杆（36），其两端都设有第一行走轮（32）；

设于底盘（1）上并位于第一攀爬机构后方的第二攀爬机构，其包括：第二推动缸（51），其通过第二固定板（53）固定于底盘（1）；设于第二推动缸（51）活塞杆自由端的第二固杆（56），其两端都设有第二行走轮（52），至少在每个第二行走轮（52）上设有一个带动其转动的驱动电机（521）。

2.根据权利要求1所述的多级阶梯攀登装置，其特征在于，还包括：第一升降导轨组件，其包括垂设于第一固杆（36）两端部的二第一升降导轨（34），二第一升降导轨（34）穿过底盘（1）且顶部与第一水平板（35）两端部固接；

第二升降导轨组件，其包括垂设于第二固杆（56）两端部的二第二升降导轨（54），二第二升降导轨（54）穿过底盘（1）且顶部与第二水平板（35）两端部固接。

3.根据权利要求1所述的多级阶梯攀登装置，其特征在于，二前轮（21）与二第二行走轮（52）下端面高度相同，二后轮（41）以及二第一行走轮（32）下端面高度相同且大于二前轮下端面高度。