CN112829844A - 智能爬楼运载机器人及方法 - Google Patents

Abstract

一种智能爬楼运载机器人及方法，通过载物平台与爬楼机械***的固定支撑连接，交互感应单元设置前固定臂和前升降臂上，回转升降装置位于水平框下部与其连接，通过集成式智能单片机与前自驱动轮、后自驱动轮、前升降机构、后升降机构、交互感应单元和回转升降装置电性连接，通过前升降机构和后升降机构交互驱动前自驱动轮和后自驱动轮升降，前自驱动轮和后自驱动轮交互工作运载载物平台爬升楼梯，通过回转升降装置在楼梯平台实现转向爬向另一个楼梯。本发明克服了原单元楼梯传统运输方式效率低，成本高，存在安全隐患的问题，具有结构简单，无需人工干预在楼梯上爬升载物，适应性好，载物平稳，安全可靠，运输效率高，操作简单方便的特点。

Description

智能爬楼运载机器人及方法

技术领域

本发明属于水文勘测技术领域，涉及一种智能爬楼运载机器人及方法。

背景技术

一直以来材料、器械、重件等物品的垂直运输受限于楼梯单元面积小，专用轨道运输工具架设成本高等原因，多采用人工搬运的方式解决。传统的人工搬运方式不仅会引起严重的人力资源浪费、运输效率低下等问题，更容易造成人身伤害事故、运输安全事故的发生。

传统专用轨道运输方式亦存在以下不足：

（1）架设及运维成本高。传统轨道运输包括运输轨道、运输小车、卷扬机、卸料平台等等设备设施，单次架设及运维成本较高，增大项目不必要的费用支出。

（2）极易造成人身伤害事故与运输安全事故的发生。由于轨道运输装置属于临时建设设备，动火作业，临时取电，机械切割等现场作业极易造成人身伤害事故与运输安全事故的发生，安全隐患大。

（3）受工作环境限制使用范围小。由于不同楼梯尺寸不同，每次轨道架设时都要结合现场实际，进行轨道宽度、小车轮距、运输长度、轨道角度等参数的重新设计，甚至极易发生由于架设空间受限而无法使用轨道运输的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能爬楼运载机器人及方法，结构简单，采用载物平台与爬楼机械***的固定支撑连接，交互感应单元设置前固定臂和前升降臂上，回转升降装置位于水平框下部与其连接，集成式智能单片机与前自驱动轮、后自驱动轮、前升降机构、后升降机构、交互感应单元和回转升降装置电性连接，前升降机构和后升降机构交互驱动前自驱动轮和后自驱动轮升降，前自驱动轮和后自驱动轮交互工作运载载物平台爬升楼梯，回转升降装置在楼梯平台实现转向爬向另一个楼梯，无需人工干预在楼梯上爬升载物，适应性好，载物平稳，安全可靠，运输效率高，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种智能爬楼运载机器人，它包括爬楼机械***、载物平台、交互感应单元、集成式智能单片机和回转升降装置；所述载物平台位于爬楼机械***的上部与固定支撑连接，交互感应单元的超声波传感器与前固定臂连接，巡线传感器与升降轮连接的前升降臂连接，回转升降装置与爬楼机械***的水平框连接；所述集成式智能单片机与前自驱动轮、后自驱动轮、前升降机构、后升降机构、交互感应单元和回转升降装置电性连接。

所述爬楼机械***包括与水平框上侧连接的固定支撑和与水平框下侧连接的前固定臂和后固定臂。

所述水平框与前升降机构和后升降机构的电机座连接；位于水平框下部与其连接的回转升降装置驱动水平框升降和旋转。

所述固定支撑分别与前升降臂和后升降臂滑动配合，前升降臂和后升降臂分别与升降轮和后自驱动轮；所述升降轮为万向轮。

所述前固定臂与前自驱动轮连接，后固定臂与固定轮连接；所述固定轮为万向轮。

所述前升降机构和后升降机构的升降机构包括与齿条啮合的齿轮，齿条与前升降臂和后升降臂连接，齿轮与升降电机的输出端连接。

所述载物平台为上侧开口的中空箱体结构，下侧与固定支撑连接。

所述前自驱动轮和后自驱动轮的驱动轮为自动转向驱动轮，包括与车轮连接车轮轴、与车轮轴连接的驱动电机，以及与车轮轴配合的车轮座，与车轮座连接的转向机与前固定臂和后升降臂连接。

所述交互感应单元包括与超声波传感器、巡线传感器，超声波传感器用于感应障碍物，巡线传感器用于水平线性跟踪。

如上所述的智能爬楼运载机器人的爬楼运载方法，它包括如下步骤：

S1，行走，当前自驱动轮或后自驱动轮的驱动电机工作时，驱动电机驱动车轮轴带动车轮旋转行走；此过程中，升降轮、固定轮、前自驱动轮和后自驱动轮的车轮均与地面接触；

S2，前自驱动轮避障，当超声波传感器感应到楼梯踏步垂直面时，前升降机构和后升降机构同时工作驱动前升降臂和后升降臂沿固定支撑向下运动顶升水平框，使前自驱动轮和固定轮悬空；当超声波传感器感应不到楼梯踏步垂直面时前升降机构和后升降机构停止工作，此时，前自驱动轮的离地高度与楼梯踏步的高度一致；此步骤中，前升降机构和后升降机构的升降电机顺转；

S3，爬升，后自驱动轮的驱动电机工作，该驱动电机驱动该车轮旋转行走推动前自驱动轮的车轮与楼梯踏步接触；此过程中，升降轮与后自驱动轮的车轮同步行走；

S4，升降轮提升，当前自驱动轮的车轮与楼梯踏步接触后，前自驱动轮和后自驱动轮同时工作共同运载载物平台；当巡线传感器感应到楼梯踏步水平线时，前自驱动轮和后自驱动轮的驱动电机停止工作，前升降机构的升降电机工作，该升降电机驱动前升降臂沿固定支撑上升带动升降轮提升；当升降轮的高度与前自驱动轮和固定轮的高度一致时该升降电机停止工作；此步骤中，该升降电机逆转；

S5，后自驱动轮提升，前自驱动轮和后自驱动轮同时工作运载载物平台，升降轮和固定轮依次与楼梯踏步接触滚动；当后自驱动轮的车轮与楼梯踏步垂直面接触时，前自驱动轮和后自驱动轮停止工作，后升降机构的升降电机工作，该升降电机驱动后升降臂沿固定支撑上升带动后自驱动轮提升，后自驱动轮处于悬空状态；此步骤中，该升降电机逆转；

S6，再次爬升，前自驱动轮工作带动后自驱动轮的车轮与上一级楼梯踏步接触滚动，当超声波传感器感应到楼梯上一级踏步垂直面时，依次重复S2~S5，直到爬升至楼梯平台后停止；

S7，转向，回转升降装置工作，液压缸的伸缩端伸展与楼梯平台接触顶升水平框，使升降轮、固定轮、前自驱动轮和后自驱动轮脱离与楼梯平台接触；回转平台旋转驱动水平框旋转90°，重复S2~S6爬向上一楼梯。

一种智能爬楼运载机器人，它包括爬楼机械***、载物平台、交互感应单元、集成式智能单片机和回转升降装置；载物平台位于爬楼机械***的上部与固定支撑连接，交互感应单元的超声波传感器与前固定臂连接，巡线传感器与升降轮连接的前升降臂连接，回转升降装置与爬楼机械***的水平框连接；集成式智能单片机与前自驱动轮、后自驱动轮、前升降机构、后升降机构、交互感应单元和回转升降装置电性连接。结构简单，通过载物平台与爬楼机械***的固定支撑连接，交互感应单元设置前固定臂和前升降臂上，回转升降装置位于水平框下部与其连接，通过集成式智能单片机与前自驱动轮、后自驱动轮、前升降机构、后升降机构、交互感应单元和回转升降装置电性连接，通过前升降机构和后升降机构交互驱动前自驱动轮和后自驱动轮升降，前自驱动轮和后自驱动轮交互工作运载载物平台爬升楼梯，通过回转升降装置在楼梯平台实现转向爬向另一个楼梯，无需人工干预在楼梯上爬升载物，适应性好，载物平稳，安全可靠，运输效率高，操作简单方便。

在优选的方案中，爬楼机械***包括与水平框上侧连接的固定支撑和与水平框下侧连接的前固定臂和后固定臂。结构简单，使用时，固定支撑上端与载物平台连接，前固定臂和后固定臂与水平框连接，在前升降机构和后升降机构工作时顶升水平框向上运动。

在优选的方案中，水平框与前升降机构和后升降机构的电机座连接；位于水平框下部与其连接的回转升降装置驱动水平框升降和旋转。结构简单，使用时，前升降机构和后升降机构同时工作驱动前升降臂和后升降臂顶升水平框，前升降机构和后升降机构交替工作时，分别提升前升降臂和后升降臂；回转升降装置顶升水平框且驱动升水平框旋转调整角度。

在优选的方案中，固定支撑分别与前升降臂和后升降臂滑动配合，前升降臂和后升降臂分别与升降轮和后自驱动轮；升降轮为万向轮。结构简单，使用时，前升降臂和后升降臂升降过程中，升降轮和后自驱动轮随之升降。

在优选的方案中，前固定臂与前自驱动轮连接，后固定臂与固定轮连接；固定轮为万向轮。结构简单，使用时，在水平框顶升的过程中，与前固定臂和后固定臂连接的前自驱动轮和固定轮随之上升。

在优选的方案中，前升降机构和后升降机构的升降机构包括与齿条啮合的齿轮，齿条与前升降臂和后升降臂连接，齿轮与升降电机的输出端连接。结构简单，使用时，升降电机驱动齿轮旋转，齿轮与齿条啮合，当齿条沿固定支撑向下运动时顶升水平框，当齿条沿固定支撑向上运动时提升前升降臂和后升降臂。

在优选的方案中，载物平台为上侧开口的中空箱体结构，下侧与固定支撑连接。结构简单，使用时，载物平台用于装载物品，在运载爬升过程中始终处于水平状态。

在优选的方案中，前自驱动轮和后自驱动轮的驱动轮为自动转向驱动轮，包括与车轮连接车轮轴、与车轮轴连接的驱动电机，以及与车轮轴配合的车轮座，与车轮座连接的转向机与前固定臂和后升降臂连接。结构简单，使用时，驱动电机驱动车轮轴带动车轮旋转行走，在不爬楼梯的情况下，转向机还可驱动车轮座转向，为万向轮的固定轮和升降轮随之转向。

在优选的方案中，交互感应单元包括与超声波传感器、巡线传感器，超声波传感器用于感应障碍物，巡线传感器用于水平线性跟踪。结构简单，使用时，当超声波传感器和巡线传感器感应到信号后发送至集成式智能单片机，由集成式智能单片机接收并处理，处理后发出执行指令。

在优选的方案中，如上智能爬楼运载机器人的爬楼运载方法，它包括如下步骤：

S1，行走，当前自驱动轮或后自驱动轮的驱动电机工作时，驱动电机驱动车轮轴带动车轮旋转行走；此过程中，升降轮、固定轮、前自驱动轮和后自驱动轮的车轮均与地面接触；

S2，前自驱动轮避障，当超声波传感器感应到楼梯踏步垂直面时，前升降机构和后升降机构同时工作驱动前升降臂和后升降臂沿固定支撑向下运动顶升水平框，使前自驱动轮和固定轮悬空；当超声波传感器感应不到楼梯踏步垂直面时前升降机构和后升降机构停止工作，此时，前自驱动轮的离地高度与楼梯踏步的高度一致；此步骤中，前升降机构和后升降机构的升降电机顺转；

S3，爬升，后自驱动轮的驱动电机工作，该驱动电机驱动该车轮旋转行走推动前自驱动轮的车轮与楼梯踏步接触；此过程中，升降轮与后自驱动轮的车轮同步行走；

S4，升降轮提升，当前自驱动轮的车轮与楼梯踏步接触后，前自驱动轮和后自驱动轮同时工作共同运载载物平台；当巡线传感器感应到楼梯踏步水平线时，前自驱动轮和后自驱动轮的驱动电机停止工作，前升降机构的升降电机工作，该升降电机驱动前升降臂沿固定支撑上升带动升降轮提升；当升降轮的高度与前自驱动轮和固定轮的高度一致时该升降电机停止工作；此步骤中，该升降电机逆转；

S5，后自驱动轮提升，前自驱动轮和后自驱动轮同时工作运载载物平台，升降轮和固定轮依次与楼梯踏步接触滚动；当后自驱动轮的车轮与楼梯踏步垂直面接触时，前自驱动轮和后自驱动轮停止工作，后升降机构的升降电机工作，该升降电机驱动后升降臂沿固定支撑上升带动后自驱动轮提升，后自驱动轮处于悬空状态；此步骤中，该升降电机逆转；

S6，再次爬升，前自驱动轮工作带动后自驱动轮的车轮与上一级楼梯踏步接触滚动，当超声波传感器感应到楼梯上一级踏步垂直面时，依次重复S2~S5，直到爬升至楼梯平台后停止；

S7，转向，回转升降装置工作，液压缸的伸缩端伸展与楼梯平台接触顶升水平框，使升降轮、固定轮、前自驱动轮和后自驱动轮脱离与楼梯平台接触；回转平台旋转驱动水平框旋转90°，重复S2~S6爬向上一楼梯。该方法操作简单方便，智能化程度高，无需人工干预爬升楼梯，并使运载物始终处于水平状态。

一种智能爬楼运载机器人及方法，它包括爬楼机械***、载物平台、交互感应单元、集成式智能单片机和回转升降装置，通过载物平台与爬楼机械***的固定支撑连接，交互感应单元设置前固定臂和前升降臂上，回转升降装置位于水平框下部与其连接，通过集成式智能单片机与前自驱动轮、后自驱动轮、前升降机构、后升降机构、交互感应单元和回转升降装置电性连接，通过前升降机构和后升降机构交互驱动前自驱动轮和后自驱动轮升降，前自驱动轮和后自驱动轮交互工作运载载物平台爬升楼梯，通过回转升降装置在楼梯平台实现转向爬向另一个楼梯。本发明克服了原单元楼梯传统运输方式效率低，成本高，存在安全隐患的问题，具有结构简单，无需人工干预在楼梯上爬升载物，适应性好，载物平稳，安全可靠，运输效率高，操作简单方便的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明升降机构的结构示意图。

图3为本发明集成式智能单片机的简图。

图4为本发明行走状态图。

图5为本发明水平框顶升状态图。

图6为本发明爬升初始状态图。

图7为本发明前升降臂上升状态图。

图8为本发明爬升过程中的状态图。

图9为本发明后升降臂上升状态图。

图中：爬楼机械***1，水平框11，固定支撑12，前固定臂13，后固定臂14，前升降机构15，后升降机构16，前升降臂17，后升降臂18，升降轮19，后自驱动轮20，前自驱动轮21，固定轮22，载物平台2，交互感应单元3，超声波传感器31，巡线传感器32，集成式智能单片机4，回转升降装置5。

具体实施方式

如图1~图9中，一种智能爬楼运载机器人，它包括爬楼机械***1、载物平台2、交互感应单元3、集成式智能单片机4和回转升降装置5；所述载物平台2位于爬楼机械***1的上部与固定支撑12连接，交互感应单元3的超声波传感器31与前固定臂13连接，巡线传感器32与升降轮19连接的前升降臂17连接，回转升降装置5与爬楼机械***1的水平框11连接；所述集成式智能单片机4与前自驱动轮21、后自驱动轮20、前升降机构15、后升降机构16、交互感应单元3和回转升降装置5电性连接。结构简单，通过载物平台2与爬楼机械***1的固定支撑12连接，交互感应单元3设置前固定臂13和前升降臂17上，回转升降装置5位于水平框11下部与其连接，通过集成式智能单片机4与前自驱动轮21、后自驱动轮20、前升降机构15、后升降机构16、交互感应单元3和回转升降装置5电性连接，通过前升降机构15和后升降机构16交互驱动前自驱动轮21和后自驱动轮20升降，前自驱动轮21和后自驱动轮20交互工作运载载物平台2爬升楼梯，通过回转升降装置5在楼梯平台实现转向爬向另一个楼梯，无需人工干预在楼梯上爬升载物，适应性好，载物平稳，安全可靠，运输效率高，操作简单方便。

优选的方案中，所述爬楼机械***1包括与水平框11上侧连接的固定支撑12和与水平框11下侧连接的前固定臂13和后固定臂14。结构简单，使用时，固定支撑12上端与载物平台2连接，前固定臂13和后固定臂14与水平框11连接，在前升降机构15和后升降机构16工作时顶升水平框11向上运动。

优选的方案中，所述水平框11与前升降机构15和后升降机构16的电机座连接；位于水平框11下部与其连接的回转升降装置5驱动水平框11升降和旋转。结构简单，使用时，前升降机构15和后升降机构16同时工作驱动前升降臂17和后升降臂18顶升水平框11，前升降机构15和后升降机构16交替工作时，分别提升前升降臂17和后升降臂18；回转升降装置5顶升水平框11且驱动升水平框11旋转调整角度。

优选的，回转升降装置5包括与回转平台连接的液压缸，回转平台与水平框11连接，与液压缸连接的支撑板朝下悬空；液压缸与液压站连接，液压站和回转平台与集成式智能单片机4连接。

优选地，充电电源位于水平框11上部的各固定支撑12之间与其连接固定，充电电源提供前自驱动轮21、后自驱动轮20、前升降机构15、后升降机构16、交互感应单元3和回转升降装置5的电力供应，集成式智能单片机4与充电电源电性连接，接收交互感应单元3的信号进行处理，控制前自驱动轮21、后自驱动轮20、前升降机构15、后升降机构16和回转升降装置5的工作。

优选的方案中，所述固定支撑12分别与前升降臂17和后升降臂18滑动配合，前升降臂17和后升降臂18分别与升降轮19和后自驱动轮20；所述升降轮19为万向轮。结构简单，使用时，前升降臂17和后升降臂18升降过程中，升降轮19和后自驱动轮20随之升降。

优选的方案中，所述前固定臂13与前自驱动轮21连接，后固定臂14与固定轮22连接；所述固定轮22为万向轮。结构简单，使用时，在水平框11顶升的过程中，与前固定臂13和后固定臂14连接的前自驱动轮21和固定轮22随之上升。

优选的方案中，所述前升降机构15和后升降机构16的升降机构包括与齿条啮合的齿轮，齿条与前升降臂17和后升降臂18连接，齿轮与升降电机的输出端连接。结构简单，使用时，升降电机驱动齿轮旋转，齿轮与齿条啮合，当齿条沿固定支撑12向下运动时顶升水平框11，当齿条沿固定支撑12向上运动时提升前升降臂17和后升降臂18。

优选地，升降电机顺转时，齿条沿固定支撑12向下运动；升降电机逆转时，齿条沿固定支撑12向上运动。

优选的，固定支撑12一侧开口露出齿条与齿轮啮合。

优选的方案中，所述载物平台2为上侧开口的中空箱体结构，下侧与固定支撑12连接。结构简单，使用时，载物平台2用于装载物品，在运载爬升过程中始终处于水平状态。

优选的方案中，所述前自驱动轮21和后自驱动轮20的驱动轮为自动转向驱动轮，包括与车轮连接车轮轴、与车轮轴连接的驱动电机，以及与车轮轴配合的车轮座，与车轮座连接的转向机与前固定臂13和后升降臂18连接。结构简单，使用时，驱动电机驱动车轮轴带动车轮旋转行走，在不爬楼梯的情况下，转向机还可驱动车轮座转向，为万向轮的固定轮22和升降轮19随之转向。

优选地，转向机与充电电源和集成式智能单片机4电性连接，由充电电源提供电力，集成式智能单片机4控制启动和转向。

优选地，集成式智能单片机4包括处理传感器输入信号的处理电路c-g，前升降机构15、后升降机构16和驱动轮的电路a、b、h，录有智能移动控制程序的中央处理器SCM。智能移动控制程序采用Arduino单片机程序语言进行编写，编写完成后烧录至SCM中央处理器，软件编程环境为Windows10，Arduino-1.8.13，底层构架语言为C语言。

优选的方案中，所述交互感应单元3包括与超声波传感器31、巡线传感器32，超声波传感器31用于感应障碍物，巡线传感器32用于水平线性跟踪。结构简单，使用时，当超声波传感器31和巡线传感器32感应到信号后发送至集成式智能单片机4，由集成式智能单片机4接收并处理，处理后发出执行指令。

优选的方案中，如上所述的智能爬楼运载机器人的爬楼运载方法，它包括如下步骤：

S1，行走，当前自驱动轮21或后自驱动轮20的驱动电机工作时，驱动电机驱动车轮轴带动车轮旋转行走；此过程中，升降轮19、固定轮22、前自驱动轮21和后自驱动轮20的车轮均与地面接触；

S2，前自驱动轮避障，当超声波传感器31感应到楼梯踏步垂直面时，前升降机构15和后升降机构16同时工作驱动前升降臂17和后升降臂18沿固定支撑12向下运动顶升水平框11，使前自驱动轮21和固定轮22悬空；当超声波传感器31感应不到楼梯踏步垂直面时前升降机构15和后升降机构16停止工作，此时，前自驱动轮21的离地高度与楼梯踏步的高度一致；此步骤中，前升降机构15和后升降机构16的升降电机顺转；

S3，爬升，后自驱动轮20的驱动电机工作，该驱动电机驱动该车轮旋转行走推动前自驱动轮21的车轮与楼梯踏步接触；此过程中，升降轮19与后自驱动轮20的车轮同步行走；

S4，升降轮提升，当前自驱动轮21的车轮与楼梯踏步接触后，前自驱动轮21和后自驱动轮20同时工作共同运载载物平台2；当巡线传感器32感应到楼梯踏步水平线时，前自驱动轮21和后自驱动轮20的驱动电机停止工作，前升降机构15的升降电机工作，该升降电机驱动前升降臂17沿固定支撑12上升带动升降轮19提升；当升降轮19的高度与前自驱动轮21和固定轮22的高度一致时该升降电机停止工作；此步骤中，该升降电机逆转；

S5，后自驱动轮提升，前自驱动轮21和后自驱动轮20同时工作运载载物平台2，升降轮19和固定轮22依次与楼梯踏步接触滚动；当后自驱动轮20的车轮与楼梯踏步垂直面接触时，前自驱动轮21和后自驱动轮20停止工作，后升降机构16的升降电机工作，该升降电机驱动后升降臂18沿固定支撑12上升带动后自驱动轮20提升，后自驱动轮20处于悬空状态；此步骤中，该升降电机逆转；

S6，再次爬升，前自驱动轮21工作带动后自驱动轮20的车轮与上一级楼梯踏步接触滚动，当超声波传感器31感应到楼梯上一级踏步垂直面时，依次重复S2~S5，直到爬升至楼梯平台后停止；

S7，转向，回转升降装置5工作，液压缸的伸缩端伸展与楼梯平台接触顶升水平框11，使升降轮19、固定轮22、前自驱动轮21和后自驱动轮20脱离与楼梯平台接触；回转平台旋转驱动水平框11旋转90°，重复S2~S6爬向上一楼梯。该方法操作简单方便，智能化程度高，无需人工干预爬升楼梯，并使运载物始终处于水平状态。

如上所述的智能爬楼运载机器人及方法，安装使用时，载物平台2与爬楼机械***1的固定支撑12连接，交互感应单元3设置前固定臂13和前升降臂17上，回转升降装置5位于水平框11下部与其连接，集成式智能单片机4与前自驱动轮21、后自驱动轮20、前升降机构15、后升降机构16、交互感应单元3和回转升降装置5电性连接，前升降机构15和后升降机构16交互驱动前自驱动轮21和后自驱动轮20升降，前自驱动轮21和后自驱动轮20交互工作运载载物平台2爬升楼梯，回转升降装置5在楼梯平台实现转向爬向另一个楼梯，无需人工干预在楼梯上爬升载物，适应性好，载物平稳，安全可靠，运输效率高，操作简单方便。

使用时，固定支撑12上端与载物平台2连接，前固定臂13和后固定臂14与水平框11连接，在前升降机构15和后升降机构16工作时顶升水平框11向上运动。

使用时，前升降机构15和后升降机构16同时工作驱动前升降臂17和后升降臂18顶升水平框11，前升降机构15和后升降机构16交替工作时，分别提升前升降臂17和后升降臂18；回转升降装置5顶升水平框11且驱动升水平框11旋转调整角度。

使用时，前升降臂17和后升降臂18升降过程中，升降轮19和后自驱动轮20随之升降。

使用时，在水平框11顶升的过程中，与前固定臂13和后固定臂14连接的前自驱动轮21和固定轮22随之上升。

使用时，升降电机驱动齿轮旋转，齿轮与齿条啮合，当齿条沿固定支撑12向下运动时顶升水平框11，当齿条沿固定支撑12向上运动时提升前升降臂17和后升降臂18。

使用时，载物平台2用于装载物品，在运载爬升过程中始终处于水平状态。

使用时，驱动电机驱动车轮轴带动车轮旋转行走，在不爬楼梯的情况下，转向机还可驱动车轮座转向，为万向轮的固定轮22和升降轮19随之转向。

使用时，当超声波传感器31和巡线传感器32感应到信号后发送至集成式智能单片机4，由集成式智能单片机4接收并处理，处理后发出执行指令。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能爬楼运载机器人，其特征是：它包括爬楼机械***（1）、载物平台（2）、交互感应单元（3）、集成式智能单片机（4）和回转升降装置（5）；所述载物平台（2）位于爬楼机械***（1）的上部与固定支撑（12）连接，交互感应单元（3）的超声波传感器（31）与前固定臂（13）连接，巡线传感器（32）与升降轮（19）连接的前升降臂（17）连接，回转升降装置（5）与爬楼机械***（1）的水平框（11）连接；所述集成式智能单片机（4）与前自驱动轮（21）、后自驱动轮（20）、前升降机构（15）、后升降机构（16）、交互感应单元（3）和回转升降装置（5）电性连接。

2.根据权利要求1所述的智能爬楼运载机器人，其特征是：所述爬楼机械***（1）包括与水平框（11）上侧连接的固定支撑（12）和与水平框（11）下侧连接的前固定臂（13）和后固定臂（14）。

3.根据权利要求1所述的智能爬楼运载机器人，其特征是：所述水平框（11）与前升降机构（15）和后升降机构（16）的电机座连接；位于水平框（11）下部与其连接的回转升降装置（5）驱动水平框（11）升降和旋转。

4.根据权利要求1所述的智能爬楼运载机器人，其特征是：所述固定支撑（12）分别与前升降臂（17）和后升降臂（18）滑动配合，前升降臂（17）和后升降臂（18）分别与升降轮（19）和后自驱动轮（20）；所述升降轮（19）为万向轮。

5.根据权利要求1所述的智能爬楼运载机器人，其特征是：所述前固定臂（13）与前自驱动轮（21）连接，后固定臂（14）与固定轮（22）连接；所述固定轮（22）为万向轮。

6.根据权利要求1所述的智能爬楼运载机器人，其特征是：所述前升降机构（15）和后升降机构（16）的升降机构包括与齿条啮合的齿轮，齿条与前升降臂（17）和后升降臂（18）连接，齿轮与升降电机的输出端连接。

7.根据权利要求1所述的智能爬楼运载机器人，其特征是：所述载物平台（2）为上侧开口的中空箱体结构，下侧与固定支撑（12）连接。

8.根据权利要求1所述的智能爬楼运载机器人，其特征是：所述前自驱动轮（21）和后自驱动轮（20）的驱动轮为自动转向驱动轮，包括与车轮连接车轮轴、与车轮轴连接的驱动电机，以及与车轮轴配合的车轮座，与车轮座连接的转向机与前固定臂（13）和后升降臂（18）连接。

9.根据权利要求1所述的智能爬楼运载机器人，其特征是：所述交互感应单元（3）包括与超声波传感器（31）、巡线传感器（32），超声波传感器（31）用于感应障碍物，巡线传感器（32）用于水平线性跟踪。

10.根据权利要求1~9所述的智能爬楼运载机器人的爬楼运载方法，其特征是，它包括如下步骤：

S1，行走，当前自驱动轮（21）或后自驱动轮（20）的驱动电机工作时，驱动电机驱动车轮轴带动车轮旋转行走；此过程中，升降轮（19）、固定轮（22）、前自驱动轮（21）和后自驱动轮（20）的车轮均与地面接触；

S2，前自驱动轮避障，当超声波传感器（31）感应到楼梯踏步垂直面时，前升降机构（15）和后升降机构（16）同时工作驱动前升降臂（17）和后升降臂（18）沿固定支撑（12）向下运动顶升水平框（11），使前自驱动轮（21）和固定轮（22）悬空；当超声波传感器（31）感应不到楼梯踏步垂直面时前升降机构（15）和后升降机构（16）停止工作，此时，前自驱动轮（21）的离地高度与楼梯踏步的高度一致；此步骤中，前升降机构（15）和后升降机构（16）的升降电机顺转；

S3，爬升，后自驱动轮（20）的驱动电机工作，该驱动电机驱动该车轮旋转行走推动前自驱动轮（21）的车轮与楼梯踏步接触；此过程中，升降轮（19）与后自驱动轮（20）的车轮同步行走；

S4，升降轮提升，当前自驱动轮（21）的车轮与楼梯踏步接触后，前自驱动轮（21）和后自驱动轮（20）同时工作共同运载载物平台（2）；当巡线传感器（32）感应到楼梯踏步水平线时，前自驱动轮（21）和后自驱动轮（20）的驱动电机停止工作，前升降机构（15）的升降电机工作，该升降电机驱动前升降臂（17）沿固定支撑（12）上升带动升降轮（19）提升；当升降轮（19）的高度与前自驱动轮（21）和固定轮（22）的高度一致时该升降电机停止工作；此步骤中，该升降电机逆转；

S5，后自驱动轮提升，前自驱动轮（21）和后自驱动轮（20）同时工作运载载物平台（2），升降轮（19）和固定轮（22）依次与楼梯踏步接触滚动；当后自驱动轮（20）的车轮与楼梯踏步垂直面接触时，前自驱动轮（21）和后自驱动轮（20）停止工作，后升降机构（16）的升降电机工作，该升降电机驱动后升降臂（18）沿固定支撑（12）上升带动后自驱动轮（20）提升，后自驱动轮（20）处于悬空状态；此步骤中，该升降电机逆转；

S6，再次爬升，前自驱动轮（21）工作带动后自驱动轮（20）的车轮与上一级楼梯踏步接触滚动，当超声波传感器（31）感应到楼梯上一级踏步垂直面时，依次重复S2~S5，直到爬升至楼梯平台后停止；

S7，转向，回转升降装置（5）工作，液压缸的伸缩端伸展与楼梯平台接触顶升水平框（11），使升降轮（19）、固定轮（22）、前自驱动轮（21）和后自驱动轮（20）脱离与楼梯平台接触；回转平台旋转驱动水平框（11）旋转90°，重复S2~S6爬向上一楼梯。

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