CN206218050U - 一种爬楼机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种爬楼机器人,包括固定板,固定板的四角均安装有高度能够调节的支撑杆,固定板上平行设置有直线导轨a及直线导轨b,穿过直线导轨a及直线导轨b设置有能够直线移动的导轨连接件,固定板的底部设置有与导轨连接件连接的螺母连接块a,螺母连接块a上连接有驱动其沿直线导轨a及直线导轨b作直线运动的驱动装置,螺母连接块a上还连接有用于使固定板作上下运动的升降装置。本实用新型通过将支撑腿和套筒设置为高度可调节式,能够适应不同高度及宽度的台阶;利用单、双向丝杠的正反转,实现支撑部分的前后上下移动;通过调整前后四条支撑腿的高度,即可自由地在平地上行走;通过扶手的设置,能够实现在楼层间货物的搬运。
Description
技术领域
本实用新型属于机械装置技术领域,具体涉及一种爬楼机器人。
背景技术
在日常生活和生产中人们经常会遇到需要把重物搬上楼梯的情况,传统的方法基本是靠人力进行搬运,但是当重物过重、人手不足或是楼层较高时,搬运工作就很难完成。因此人们发明了多种爬楼装置来克服这个难题,保障人身安全,改善劳动环境,提高劳动效率,按照爬楼的方式来分,爬楼装置主要分为轮式、履带式和腿式。
轮式爬楼装置上下楼梯时平稳性不高、重心起伏较大,且装置体积较大,很难在普通住宅楼梯上使用;履带式爬楼装置重量大、运动不够灵活、爬楼时在楼梯边缘造成巨大的压力,对楼梯有一定的损坏,且平地使用时所受阻力较大,这些问题限制了其在日常生活中的推广使用;与前两种相比,步行式爬楼装置模仿动物爬行的动作,可视为腿式爬行机器人,采用多条机械腿交替升降、支撑座椅爬楼的原理,爬楼时重心平稳、运动灵活、适合不同尺寸的楼梯,因此腿式机器人在爬楼方面的前途更加广阔。然而,现有的腿式爬楼机器人普遍存在结构复杂、行动不灵活、重心不稳等缺点。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种爬楼机器人,解决现有技术中的腿式爬楼装置结构复杂的问题。
本实用新型所采用的技术方案是:一种爬楼机器人,包括固定板,固定板的四角均安装有高度能够调节的支撑杆,固定板上平行设置有直线导轨a及直线导轨b,穿过直线导轨a及直线导轨b设置有能够直线移动的导轨连接件,固定板的底部设置有与导轨连接件连接的螺母连接块a,螺母连接块a上连接有驱动其沿直线导轨a及直线导轨b作直线运动的驱动装置,螺母连接块a上还连接有用于使固定板作上下运动的升降装置。
本实用新型的特点还在于:
驱动装置包括设置在固定板底部的单向丝杠,单向丝杠穿过螺母连接块a与其配合连接,单向丝杠的一端连接有电机a。
升降装置包括配合连接在螺母连接块a上的双向丝杠,双向丝杠安装在单向丝杠的下方且与单向丝杠相垂直;双向丝杠上位于螺母连接块a的两侧分别安装有螺母连接块b及螺母连接块c,螺母连接块b上铰接有能够转动的连动杆a,螺母连接块c上铰接有能够转动的连动杆b,螺母连接块b与连动杆a的一端连接,螺母连接块c与连动杆b的一端连接,连动杆a的另一端及连动杆b的另一端均与连接块铰接,连接块底部固接有支撑块;双向丝杠的一端安装有锥齿轮b,导轨连接件上安装有电机b,电机b上连接有由电机b驱动转动的锥齿轮a,锥齿轮a与锥齿轮b相啮合。
固定板的上表面四角均安装有套筒,套筒侧面开有螺孔,支撑杆穿过套筒并通过安装在套筒侧面螺孔内的紧定螺钉固定。
固定板的上表面一端设置有扶手。
每个支撑杆的底部均安装有滚轮。
固定板的上表面设置有载物台。
本实用新型的有益效果是:本实用新型的爬楼机器人,结构简单、操作方便,通过将四条支撑腿和套筒设置为高度可调节的形式,能够适应不同高度及宽度的台阶;利用单向丝杠和双向丝杠的正反转,实现支撑部分的前后上下移动,结构简单,易于推广使用;通过调整前后四条支撑腿的高度,即可自由地在平地上行走;通过扶手的设置,能够实现在楼层间货物的搬运。
附图说明
图1为本实用新型一种爬楼机器人的整体结构示意图;
图2为本实用新型一种爬楼机器人中驱动装置及升降装置的结构示意图;
图3为本实用新型一种爬楼机器人的主视结构示意图;
图4为本实用新型一种爬楼机器人的后视结构示意图;
图5为本实用新型一种爬楼机器人的工作状态图。
图中,1.套筒,2.直线导轨a,3.直线导轨b,4.电机a,5.电机b,6.锥齿轮a,7.锥齿轮b,8.螺母连接块a,9.螺母连接块b,10.螺母连接块c,11.连动杆a,12.连动杆b,13.双向丝杠,14.单向丝杠,15.支撑块,16.控制箱,17.扶手,18.支撑杆,19.滚轮,20.固定板,21.导轨连接件,22.载物台,23.连接块。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述:
本实用新型的一种爬楼机器人,如图1所示,包括固定板20,固定板20的四角均安装有高度能够调节的支撑杆18,固定板20上平行设置有直线导轨a2及直线导轨b3,穿过直线导轨a2及直线导轨b3设置有能够直线移动的导轨连接件21,固定板20的底部设置有与导轨连接件21连接的螺母连接块a8,螺母连接块a8上连接有驱动其沿直线导轨a2及直线导轨b3作直线运动的驱动装置,螺母连接块a8上还连接有用于使固定板20作上下运动的升降装置。
驱动装置包括设置在固定板20底部的单向丝杠14,单向丝杠14穿过螺母连接块a8与其配合连接,单向丝杠14的一端连接有电机a4。
如图2所示,升降装置包括配合连接在螺母连接块a8上的双向丝杠13,双向丝杠13安装在单向丝杠14的下方且与单向丝杠14相垂直;双向丝杠13上位于螺母连接块a8的两侧分别安装有螺母连接块b9及螺母连接块c10,螺母连接块b9上铰接有能够转动的连动杆a11(具体是通过一个耳座进行铰接,耳座一端与螺母连接块b9固接,耳座另一端与连动杆a11铰接),螺母连接块c10上铰接有能够转动的连动杆b12,螺母连接块b9与连动杆a11的一端连接,螺母连接块c10与连动杆b12的一端连接,连动杆a11的另一端及连动杆b12的另一端均与连接块23铰接,连接块23底部固接有支撑块15;双向丝杠13的一端安装有锥齿轮b7,导轨连接件21上安装有电机b5,电机b5上连接有由电机b5驱动转动的锥齿轮a6,锥齿轮a6与锥齿轮b7相啮合。
如图3、图4所示,固定板20的上表面四角均安装有套筒1,套筒1侧面开有螺孔,支撑杆18穿过套筒1并通过安装在套筒1侧面螺孔内的紧定螺钉固定;固定板20的上表面一端设置有扶手17;每个支撑杆18的底部均安装有滚轮19,在滚轮19的轮缘上附有带纹理的高摩擦系数的橡胶层,以保证机器人在爬台阶过程中不会发生打滑。固定板20的上表面设置有载物台22;固定板20的上表面还安装有控制箱16。
本实用新型的工作过程为:
如图5所示,本实用新型的爬楼机器人爬台阶可分为三个阶段:第一阶段,根据台阶的高度,将前面两个支撑杆18上升到与台阶同高处,将机器人推上去,同时,需要为控制室输入台阶的高度和宽度;第二阶段,启动电机b5,带动双向丝杠13转动,进而带动支撑块15将抬起装置顶起到下一级台阶的高度(支撑块15采用面宽、重量较重的钢材,来保证整个装置在运动中的稳定性),然后电机b5停止,启动电机a4,带动单向丝杠14转动,将装置往台阶面上送,之后电机a4停止,电机b5反转动,将支撑块15收回,然后电机b5停止,电机a4转动,将支撑装置往下一级的台面上移动,依次循环,直到最后一级台阶;第三阶段,当整个装置都完成了上楼任务后,就将前面的两个支撑杆18放置到与后面的支撑杆18相同的高度。
固定板20上设置有控制箱16,控制箱16内设有控制器,控制器包括装设置在控制箱16内的主控器、电机控制模块、电源模块及扶手上的控制开关模块,主控器直接与开关模块、电机控制模块及电源模块相连,电机a4及电机b5与电机控制模块连接。该控制器主要对驱动电机的工作状态进行控制,控制两个步进电机(电机a4及电机b5)的间歇运动,主控器接受到开关信号后,从而发送控制信号给电机控制模块,进而控制电机的工作状态。
爬楼梯前,调节前面两个支撑杆18的高度,使之与台阶等高,然后依靠人力将爬楼机器人往前推,推到与下一级台阶相贴处;下一阶段,即爬楼过程中,在控制装置的输入设备中输入台阶的高度和宽度,启动制动装置,电机b5开始正转动,将爬楼机器人抬起来,抬起的高度与下一级台阶平齐,然后停止工作,接着电机a4开始正转动,将爬楼机器人往前推,推到的位置是刚好与下一级台阶相贴,然后停止工作,电机b5又开始反转动,将支撑块15收缩回来,收缩的高度也刚好高于台阶的高度,然后停止工作,电机a4又开始反转动,将整个支撑块15送到下一级台阶的台面上,到此为止,爬楼过程完成,之后就是周而复始的实现所述爬楼机爬楼的整个过程;等到将爬楼机送到台阶的最后一级时,将爬楼前收起的支撑杆18再放回去,与后面两个支撑杆的高度位置同高,到此就完成了整个的爬楼过程。
Claims (7)
1.一种爬楼机器人,其特征在于,包括固定板(20),固定板(20)的四角均安装有高度能够调节的支撑杆(18),固定板(20)上平行设置有直线导轨a(2)及直线导轨b(3),穿过直线导轨a(2)及直线导轨b(3)设置有能够直线移动的导轨连接件(21),固定板(20)的底部设置有与导轨连接件(21)连接的螺母连接块a(8),螺母连接块a(8)上连接有驱动其沿直线导轨a(2)及直线导轨b(3)作直线运动的驱动装置,螺母连接块a(8)上还连接有用于使固定板(20)作上下运动的升降装置。
2.根据权利要求1所述的一种爬楼机器人,其特征在于,所述驱动装置包括设置在固定板(20)底部的单向丝杠(14),单向丝杠(14)穿过所述螺母连接块a(8)与其配合连接,单向丝杠(14)的一端连接有电机a(4)。
3.根据权利要求2所述的一种爬楼机器人,其特征在于,所述升降装置包括配合连接在所述螺母连接块a(8)上的双向丝杠(13),双向丝杠(13)安装在所述单向丝杠(14)的下方且与单向丝杠(14)相垂直;双向丝杠(13)上位于螺母连接块a(8)的两侧分别安装有螺母连接块b(9)及螺母连接块c(10),螺母连接块b(9)上铰接有能够转动的连动杆a(11),螺母连接块c(10)上铰接有能够转动的连动杆b(12),螺母连接块b(9)与连动杆a(11)的一端连接,螺母连接块c(10)与连动杆b(12)的一端连接,连动杆a(11)的另一端及连动杆b(12)的另一端均与连接块(23)铰接,连接块(23)底部固接有支撑块(15);所述双向丝杠(13)的一端安装有锥齿轮b(7),所述导轨连接件(21)上安装有电机b(5),电机b(5)上连接有由电机b(5)驱动转动的锥齿轮a(6),锥齿轮a(6)与所述锥齿轮b(7)相啮合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种爬楼机器人,其特征在于,所述固定板(20)的上表面四角均安装有套筒(1),套筒(1)侧面开有螺孔,所述支撑杆(18)穿过套筒(1)并通过安装在套筒(1)侧面螺孔内的紧定螺钉固定。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种爬楼机器人,其特征在于,所述固定板(20)的上表面一端设置有扶手(17)。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种爬楼机器人,其特征在于,所述每个支撑杆(18)的底部均安装有滚轮(19)。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的一种爬楼机器人,其特征在于,所述固定板(20)的上表面设置有载物台(22)。
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