可變換葉輪式爬樓機器人的製作方法

2023-05-05 03:25:16 3

可變換葉輪式爬樓機器人的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種可變換葉輪式爬樓機器人，包括機身和運動機構，運動機構包括減速電機、傳動軸和四個行星輪系，四個行星輪系分別兩兩對稱設置在機身兩側，減速電機設置在機身內部與傳動軸連接，傳動軸通過鏈條與行星輪系連接；減速電機帶動傳動軸驅動行星輪系，利用行星輪系的太陽輪正轉和反轉時行星輪運動軌跡的不同，實現葉片運動姿態的不同，通過控制行星輪系太陽輪和行星輪的轉差，控制葉片的弧形杆的運動姿態，使機器人可以在一定範圍尺寸變化的樓梯上爬行，並可以在連續爬樓和平地行走功能之間快速轉換，可以作為一個無障礙平穩移動平臺，機動靈活的平穩運動，安全可靠。
【專利說明】可變換葉輪式爬樓機器人
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種機器人，具體是一種可變換葉輪式爬樓機器人。
【背景技術】
[0002]目前，國內有一些實現爬樓功能的機器人，例如哈工大設計的機器人，在行星輪系中安裝6個電機，通過PIG編碼實現信號的反饋調節，保證行星輪與三角板的穩步同步，實現爬樓梯與走平地的自如變化，但其通過電機驅動功耗大，編碼器故障率也較高，不易廣泛推廣，而其他一些爬樓機器人，在實現爬樓功能和走平地功能時的轉換過程也都相對比較複雜。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種可變換葉輪式爬樓機器人，實現連續爬樓與平地行走功能快速自由轉換。
[0004]本實用新型為了實現上述目的所採用的技術方案是:一種可變換葉輪式爬樓機器人，包括機身和運動機構，其特徵在於:運動機構包括減速電機、傳動軸和四個行星輪系，所述四個行星輪系分別兩兩對稱設置在機身兩側，所述減速電機設置在機身內部與所述傳動軸連接，所述傳動軸通過鏈條與行星輪系連接；所述減速電機帶動所述傳動軸驅動所述行星輪系；
[0005]所述行星輪系包括輪軸、輪軸座、行星輪、葉片、三角板、太陽輪和鏈輪，所述輪軸通過輪軸座與機身連接，輪軸頂端有方形杆，所述太陽輪和三角板中間設置方形槽，通過所述輪軸頂端的方形杆固定在所述輪軸上，所述三角板三個角上分別鉸接行星輪，所述太陽輪與所述行星輪的齒輪嚙合，所述葉片與所述行星輪固連，所述葉片的外緣為弧形杆；所述鏈輪與所述三角板固連，並通過鏈條與傳動軸連接。
[0006]本實用新型的有益效果是:可變換葉輪式爬樓機器人可以在一定範圍尺寸樓梯上連續爬行，並可以在連續爬樓和平地行走功能之間快速轉換，可以作為一個無障礙平穩移動平臺，機動靈活的平穩運動，安全可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0008]圖2是本實用新型平地行走時行星輪系的狀態示意圖。
[0009]圖3是本實用新型爬樓時行星輪系的狀態示意圖。
[0010]圖中1、機身；2、減速電機；3、傳動軸；4、輪軸；5、輪軸座；6、行星輪；7、葉片；8、三角板；9、太陽輪；10、鏈輪；11、方形杆；12、方形槽；13、弧形杆。
【具體實施方式】
[0011]一種可變換葉輪式爬樓機器人，包括機身I和運動機構，如圖1所示，運動機構包括減速電機2、傳動軸3和四個行星輪系，所述四個行星輪系分別兩兩設置在機身I兩側，所述減速電機2設置在機身I內部與所述傳動軸3連接，所述傳動軸3通過鏈條與行星輪系連接；所述減速電機2帶動所述傳動軸3驅動所述行星輪系；行星輪系包括輪軸4、輪軸座
5、行星輪6、葉片7、三角板8、太陽輪9和鏈輪10，所述輪軸4通過輪軸座5與機身I連接，輪軸4頂端有方形杆11,太陽輪9和三角板8中間設置方形槽12,通過輪軸4頂端的方形杆11固定在所述輪軸4上，實現太陽輪9和三角板8的同步運動，三角板8三個角上分別鉸接行星輪6，如圖2和3所示，太陽輪9的輪齒與三個行星輪6的輪齒部分嚙合，葉片7與行星輪6固連，葉片7的外緣為弧形杆13，鏈輪10與三角板8固連，並通過鏈條與傳動軸3連接。
[0012]本實用新型利用太陽輪9正轉和反轉時行星輪6運動軌跡的不同，實現葉片7運動姿態的不同，通過控制行星輪系太陽輪9和行星輪6的轉差，控制葉片7的弧形杆13的運動姿態，使機器人可以在一定範圍尺寸變化的樓梯上爬行。
[0013]本實用新型中減速電機2提供動力，通過齒輪傳動，帶動傳動軸3旋轉，傳動軸3再通過鏈條連接鏈輪10帶動行星輪系旋轉，驅動機器人運動，當機器人向前運動時，由於地面摩擦力對葉片上的弧形杆作用，三個行星輪固連的葉片互成120度，如圖2所示，三個葉片上的弧形杆構成一個圓輪，這樣機器人就可以平穩向前移動；當機器人向後運動時，藉助地面摩擦力，行星輪和太陽輪相對轉動，三個行星輪固連的葉片運動至互成60度，如圖3所示，三個葉片上的弧形杆形成一個葉輪。這樣圓輪和葉輪的自由轉換，實現了本實用新型可以在連續爬樓和平地行走功能之間快速轉換。
【權利要求】
1.一種可變換葉輪式爬樓機器人，包括機身和運動機構，其特徵在於:運動機構包括減速電機、傳動軸和四個行星輪系，所述四個行星輪系分別兩兩對稱設置在機身兩側，所述減速電機設置在機身內部與所述傳動軸連接，所述傳動軸通過鏈條與行星輪系連接；所述減速電機帶動所述傳動軸驅動所述行星輪系；所述行星輪系包括輪軸、輪軸座、行星輪、葉片、三角板、太陽輪和鏈輪，所述輪軸通過輪軸座與機身連接，輪軸頂端有方形杆，所述太陽輪和三角板中間設置方形槽，通過所述輪軸頂端的方形杆固定在所述輪軸上，所述三角板三個角上分別鉸接行星輪，所述太陽輪與所述行星輪的齒輪嚙合，所述葉片與所述行星輪固連，所述葉片的外緣為弧形杆；所述鏈輪與所述三角板固連，並通過鏈條與傳動軸連接。
【文檔編號】B62D57/02GK203793466SQ201420085626
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2014年2月27日
【發明者】許健非, 程珂, 趙麗琴, 劉娜, 程帥, 張忠閣, 吳文軒, 趙澤敏, 劉芳 申請人:中北大學