CN220180970U - 一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，包括底盘和对称设在所述底盘两侧的自动变形轮结构，自动变形轮结构包括主电机、副电机、谐波减速箱、输出齿轮、换挡齿轮、驱动齿轮组、变形轮组、换挡拨杆、联轴器、行星减速箱和视觉传感器，主电机嵌于底盘的一侧，主电机与谐波减速箱的一侧相连接，谐波减速箱的另一侧与输出齿轮相连接，输出齿轮与换挡齿轮的一端相啮合，换挡齿轮的另一端与驱动齿轮组相啮合，换挡齿轮的两侧边设有换挡拨杆。本实用新型结构简单、轻巧灵活，不会损坏台阶边缘，能够对复杂地形有较好的适应能力，也能够适应不同规格的台阶，且在台阶与平地之间转换时保持平稳状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人。
背景技术
随着科技的进步，移动式机器人在各种机械工业和生活中得到应用，常见的轮式移动机器人能够在平坦地面上快速移动，但却不能进行爬楼梯这种特殊情况。为解决该问题出现了各式各样的爬楼梯机器人，包括履带式、足式和轮式的爬楼梯机器人。
但是履带式机器人重量大、不够灵活，很容易损坏楼梯；足式机器人控制难度大、运动不稳定且耗能多；轮式机器人对楼梯的形状和尺寸有较高的要求，也很容易失去平衡。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，解决现在的爬楼梯机器人重量大、不灵活、不稳定的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，包括底盘和对称设在所述底盘两侧的自动变形轮结构，所述自动变形轮结构包括主电机、副电机、谐波减速箱、输出齿轮、换挡齿轮、驱动齿轮组、变形轮组、换挡拨杆、联轴器、行星减速箱和视觉传感器，所述主电机嵌于所述底盘的一侧，所述主电机与所述谐波减速箱的一侧相连接，所述谐波减速箱的另一侧与所述输出齿轮相连接，所述输出齿轮与所述换挡齿轮的一端相啮合，所述换挡齿轮的另一端与所述驱动齿轮组相啮合，所述换挡齿轮的两侧边设有所述换挡拨杆，所述换挡拨杆和换挡齿轮连接在同一丝杆上，所述丝杆与所述联轴器的一端相连接，所述联轴器的另一端连接所述行星减速箱的一端，所述行星减速箱的另一端连接所述副电机，所述变形轮组通过光轴安装在所述驱动齿轮组的外侧，所述驱动齿轮组远离所述变形轮组的一侧设有所述视觉传感器。进一步的，所述换挡齿轮和换挡拨杆的两侧设有换挡齿轮支架。
进一步的，所述驱动齿轮组包括靠近变形轮组的主齿轮和远离变形轮组的副齿轮。
进一步的，所述变形轮组包括子轮、中心架、转动连杆、中心架连接件和转动中心架。
进一步的，所述变形轮组包括平路状态和阶梯状态。
进一步的，所述视觉传感器、副电机均通过支架进行固定。
进一步的，所述丝杆为T型丝杆。
进一步的，所述底盘上且在所述两个主电机的中间设有装配体，所述装配体的顶端连接从动轮。
进一步的，所述装配体包括安装在所述底盘上的拖尾，所述拖尾的上方设有第一从动轮连接件，所述第一从动轮连接件的上方与从动轮连接杆相连接，所述从动轮连接杆的顶端连接第二从动轮连接件，所述第二从动轮连接件的顶端连接从动轮。
进一步的，所述爬楼梯机器人还包括控制系统。
有益效果：
本申请中的自动变形轮的爬楼梯机器人，结构简单、轻巧灵活，不会损坏台阶边缘，能够通过简单的控制进行操作，对复杂地形有较好的适应能力，也能够适应不同规格的台阶，且在台阶与平地之间转换时保持平稳状态。
附图说明
图1是本实用新型的底部结构示意图。
图2是本实用新型的俯视图。
图3是本实用新型的侧视图。
图4是本实用新型的正视图。
图5是本实用新型的仰视图。
其中：1、底盘；2、变形轮组；21、子轮；22、中心架；23、转动连杆；24、中心架连接件；25、转动中心架；3、主电机；4、装配体；5、驱动齿轮组；6、输出齿轮；7、换挡齿轮支架；8、换挡齿轮；9、换挡拨杆；10、视觉传感器；11、副电机；12、联轴器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
实施例
一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，如图1至图5所示，包括底盘1和对称设在底盘1两侧的自动变形轮结构，所述自动变形轮结构包括主电机3、副电机11、谐波减速箱、输出齿轮6、换挡齿轮8、驱动齿轮组5、变形轮组2、换挡拨杆9、联轴器12、行星减速箱和视觉传感器10，主电机3嵌于底盘1的一侧，主电机3与所述谐波减速箱的一侧相连接，所述谐波减速箱的另一侧与输出齿轮6相连接，输出齿轮6与换挡齿轮8的一端相啮合，换挡齿轮8的另一端与驱动齿轮组5相啮合，换挡齿轮8的两侧边设有换挡拨杆9，换挡拨杆9和换挡齿轮8连接在同一丝杆上，所述丝杆与联轴器12的一端相连接，联轴器12的另一端连接行星减速箱的一端，所述行星减速箱的另一端连接副电机11，变形轮组2通过光轴安装在驱动齿轮组8的外侧，驱动齿轮组8远离变形轮组2的一侧设有视觉传感器10。所述丝杆为T型丝杆。
具体的，主电机3通过谐波减速箱对输出齿轮6提供动力，输出齿轮6带动换挡齿轮8进行转动，换挡齿轮8带动驱动齿轮组5进行转动，最后驱动齿轮组5通过轴连接为变形轮组2提供动力。而副电机11通过联轴器12为提供动力，通过丝杆去推动换挡拨杆9，从而实现对换挡齿轮8的伸缩操作。视觉传感器10用于识别该机器人前方的路况。
优选的，换挡齿轮8和换挡拨杆9的两侧设有换挡齿轮支架。
优选的，驱动齿轮组5包括靠近变形轮组2的主齿轮和远离变形轮2组的副齿轮。换挡齿轮8在换挡拨杆9的作用下可以同时和主齿轮和副齿轮进行啮合，也可以只与副齿轮相啮合，而主齿轮被锁定。
优选的，变形轮组2包括子轮21、中心架22、转动连杆23、中心架连接件24和转动中心架25。变形轮组2包括平路状态和阶梯状态。子轮21在中心架22、转动连杆23、中心架连接件24和转动中心架25的配合下可以合成一个圆形轮用于在平路上进行移动，子轮21也可以向外展开呈爪状以适应楼梯路况。
优选的，视觉传感器10、副电机11均通过支架进行固定。
优选的，底盘1上且在两个主电机3的中间设有装配体4，装配体4的顶端连接从动轮。
优选的，装配体4包括安装在底盘1上的拖尾，所述拖尾的上方设有第一从动轮连接件，所述第一从动轮连接件的上方与从动轮连接杆相连接，所述从动轮连接杆的顶端连接第二从动轮连接件，所述第二从动轮连接件的顶端连接从动轮。在机器人极性移动时变形轮组1在主电机3的作用下前进，从而带动底盘1前方的从动轮前进。
优选的，所述爬楼梯机器人还包括控制系统，所述控制系统为现有技术，在附图中未表示。
控制系统通过与算法结合，读取视觉传感器10的关于机器人前方的数据，判断是平路或楼梯，从而通过控制副电机11而控制换挡齿轮8左右移动，以实现换挡齿轮8是与主齿轮和副齿轮同时啮合还是只与副齿轮啮合。当机器人在平路上识别到前方为楼梯时，换挡齿轮8远离主齿轮而只与副齿轮啮合，此时机器人不能移动，同时控制系统控制变形轮组2进行变形操作，从平路状态切换为阶梯状态，变形操作完成后，将信号传回控制系统，收到信号后，控制系统再控制换挡齿轮8移动与主齿轮和副齿轮同时啮合，完成后机器人便可以进行爬楼梯的作业。当机器人在楼梯上识别到前方为平路时，操作流程一样，区别在于变形轮组2从阶梯状态转换为平路状态。
虽然说明书中对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本实用新型的保护范围。在不脱离本实用新型宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，其特征在于：包括底盘和对称设在所述底盘两侧的自动变形轮结构，所述自动变形轮结构包括主电机、副电机、谐波减速箱、输出齿轮、换挡齿轮、驱动齿轮组、变形轮组、换挡拨杆、联轴器、行星减速箱和视觉传感器，所述主电机嵌于所述底盘的一侧，所述主电机与所述谐波减速箱的一侧相连接，所述谐波减速箱的另一侧与所述输出齿轮相连接，所述输出齿轮与所述换挡齿轮的一端相啮合，所述换挡齿轮的另一端与所述驱动齿轮组相啮合，所述换挡齿轮的两侧边设有所述换挡拨杆，所述换挡拨杆和换挡齿轮连接在同一丝杆上，所述丝杆与所述联轴器的一端相连接，所述联轴器的另一端连接所述行星减速箱的一端，所述行星减速箱的另一端连接所述副电机，所述变形轮组通过光轴安装在所述驱动齿轮组的外侧，所述驱动齿轮组远离所述变形轮组的一侧设有所述视觉传感器。
2.根据权利要求1所述的一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，其特征在于：所述换挡齿轮和换挡拨杆的两侧设有换挡齿轮支架。
3.根据权利要求1所述的一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，其特征在于：所述驱动齿轮组包括靠近变形轮组的主齿轮和远离变形轮组的副齿轮。
4.根据权利要求1所述的一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，其特征在于：所述变形轮组包括子轮、中心架、转动连杆、中心架连接件和转动中心架。
5.根据权利要求1所述的一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，其特征在于：所述变形轮组包括平路状态和阶梯状态。
6.根据权利要求1所述的一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，其特征在于：所述视觉传感器、副电机均通过支架进行固定。
7.根据权利要求1所述的一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，其特征在于：所述丝杆为T型丝杆。
8.根据权利要求1所述的一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，其特征在于：所述底盘上且在所述两个主电机的中间设有装配体，所述装配体的顶端连接从动轮。
9.根据权利要求8所述的一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，其特征在于：所述装配体包括安装在所述底盘上的拖尾，所述拖尾的上方设有第一从动轮连接件，所述第一从动轮连接件的上方与从动轮连接杆相连接，所述从动轮连接杆的顶端连接第二从动轮连接件，所述第二从动轮连接件的顶端连接从动轮。
10.根据权利要求1所述的一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人，其特征在于：所述爬楼梯机器人还包括控制系统。
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| CN202321958382.XU CN220180970U (zh) | 2023-07-25 | 2023-07-25 | 一种基于自动变形轮的爬楼梯机器人 |
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