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专利号: 2019110207909
申请人: 淮阴师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 无轨陆用车辆
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种运输机器人垂直攀爬台阶的方法,其特征在于,所述运输机器人包括:底盘框架(1)、驱动轮组(2)、驱动轮组驱动电机(3)、升降机构(4)、第一辅助轮组(5)、第二辅助轮组(6)、第三辅助轮组(7)和第四辅助轮组(8);

所述第一辅助轮组(5)和所述第四辅助轮组(8)安装于所述底盘框架(1)的两端;

所述第三辅助轮组(7)和所述第二辅助轮组(6)依次安装在所述底盘框架(1)的中部;

所述第一辅助轮组(5)、第二辅助轮组(6)、第三辅助轮组(7)和第四辅助轮组(8)用于所述运输机器人在攀爬台阶时起辅助移动功能;

所述驱动轮组(2)与所述驱动轮组驱动电机(3)驱动连接,并且所述驱动轮组(2)和所述驱动轮组驱动电机(3)与所述升降机构(4)传动连接;

所述升降机构(4)固定于所述底盘框架(1)上,所述升降机构(4)用于驱动所述驱动轮组(2)和所述驱动轮组驱动电机(3)在所述底盘框架(1)上垂直升降运动;

所述驱动轮组(2)包括驱动轮(21)、驱动轮轴(22)、驱动轮顶板(23)、驱动轮滑杆(24)、驱动轮轴板(25)和驱动轮侧板(26);

所述驱动轮(21)套设于所述驱动轮轴(22)上,所述驱动轮轴(22)安装于所述驱动轮轴板(25)上,所述驱动轮侧板(26)安装于所述驱动轮轴板(25)两端,使驱动轮轴板(25)和驱动轮侧板(26)围成一个四边形;

所述驱动轮顶板(23)盖于所述四边形顶部,所述驱动轮滑杆(24)竖直安装于所述四边形四个角落,用于对所述四边形起到加强筋的作用;

所述驱动轮组驱动电机(3)安装于所述驱动轮顶板(23)上;

所述升降机构(4)包括升降电机(41)、升降主连接板(42)、升降轴(43)、升降螺母(44)、垂直轴承(45);

所述升降电机(41)固定于所述升降主连接板(42)上,所述升降轴(43)一端固定在所述驱动轮顶板(23)上,所述升降螺母(44)套设于所述升降轴(43)上;

所述升降螺母(44)与所述升降电机(41)传动连接;所述垂直轴承(45)套设于所述驱动轮滑杆(24)上;

所述驱动轮组(2)还包括第一驱动轮组(201)和第二驱动轮组(202);

所述第三辅助轮组(7)和第二辅助轮组(6)均包括转臂(71)、转臂支架(72)、转臂气缸(73)、转臂滑轴(74)、转臂连杆(75)、转臂轴(76)和第一辅助导轮(54);

所述转臂支架(72)固定于所述底盘框架(1)上,所述转臂气缸(73)固定于所述转臂支架(72)上,所述转臂(71)后端部通过所述转臂轴(76)与转臂支架(72)活动连接,所述转臂连杆(75)第一端与所述转臂(71)活动连接,所述转臂连杆(75)第二端通过所述转臂滑轴(74)与所述转臂气缸(73)活动连接,且所述转臂滑轴(74)用于在所述转臂支架(72)上滑动;

运输机器人垂直攀爬台阶的方法包括如下步骤:在攀爬台阶时,升降机构(4)启动将机器人底盘整体抬高,打开第一辅助轮组(5),第一辅助轮组(5)与台阶面接触,升降机构(4)提升第一驱动轮组(201)使第一辅助轮组(5)和第二驱动轮组(202)作为受力点支撑整个机器人,第二驱动轮组(202)作为动力组件继续行进,使第一驱动轮组(201)与台阶面接触,与此同时第二辅助轮组(6)、第三辅助轮组(7)在行进过程中逐步打开,使机器人保持平衡,当第一辅助轮组(5)、第二辅助轮组(6)、第三辅助轮组(7)均与台阶面接触时,升降机构(4)提升第二驱动轮组(202),第一驱动轮组(201)作为动力组件继续行进,使第二驱动轮组(202)与台阶面接触,第一驱动轮组(201)和第二驱动轮组(202)同时作为动力组件驱动机器人前进,第一辅助轮组(5)、第二辅助轮组(6)、第三辅助轮组(7)依次收拢,台阶攀爬完成;

在下台阶时,第一辅助轮组(5)、第二辅助轮组(6)、第三辅助轮组(7)全部打开,机器人缓慢后退至第二驱动轮组(202)悬空,此时第一辅助轮组(5)、第二辅助轮组(6)、第三辅助轮组(7)和第一驱动轮组(201)的四个受力点仍然在台阶上;

第二驱动轮组(202)悬空后,升降机构(4)驱动第二驱动轮组(202)下降使第二驱动轮组(202)与地面接触受力;

继续后退机器人,使第二辅助轮组(6)、第三辅助轮组(7)和第一驱动轮组(201)悬空,第二辅助轮组(6)、第三辅助轮组(7)收拢,升降机构(4)驱动第一驱动轮组(201)下降使第一驱动轮组(201)与地面接触,此时机器人重心全落在地面上,并继续后退使第一辅助轮组(5)悬空,将第一辅助轮组(5)收拢,机器人下台阶结束。

2.如权利要求1所述的运输机器人垂直攀爬台阶的方法,其特征在于,所述垂直轴承(45)包括第一围板(451)、第二围板(452)、第三围板(453)、第四围板(454)、滚动体(455)和滚连轴(456);

所述第一围板(451)和所述第二围板(452)两两配合组成轴承围框(457);

所述第三围板(453)和所述第四围板(454)互相配合在所述轴承围框(457)内圈四个角落围成四个独立的驱动轮滑杆孔(458);

所述滚动体(455)套设于所述滚连轴(456)上;

所述滚连轴(456)安装于驱动轮滑杆孔(458)内,并且所述滚连轴(456)还用于连接所述第一围板(451)和所述第三围板(453)或所述第二围板(452)和所述第四围板(454)。

3.如权利要求2所述的运输机器人垂直攀爬台阶的方法,其特征在于,所述第一辅助轮组(5)和第四辅助轮组(8)均包括端部支架(51)、端部气缸(52)、端部支臂(53)、第二辅助导轮(58)、第一辅助轴(55)、端部连杆(56)、端部滑杆(57);

所述端部支架(51)固定于所述底盘框架(1)上,所述端部气缸(52)固定于所述端部支架(51)上;

所述第二辅助导轮(58)安装在所述端部支臂(53)的前端;

所述端部连杆(56)与所述端部支臂(53)的后端固定,所述端部气缸(52)通过所述端部滑杆(57)与所述端部连杆(56)连接;

所述端部支臂(53)通过所述第一辅助轴(55)与所述端部支架(51)活动连接;

且所述端部气缸(52)用于驱动所述端部支臂(53)往复平行移动;

所述端部滑杆(57)和所述第一辅助轴(55)用于在所述端部支架(51)上滑动,用于提高所述端部支臂(53)移动的稳定性。

4.如权利要求1所述的运输机器人垂直攀爬台阶的方法,其特征在于,所述第一辅助导轮(54)安装于所述转臂(71)前端部。

5.如权利要求4所述的运输机器人垂直攀爬台阶的方法,其特征在于,所述升降螺母(44)外圆周上套设有第一同步轮(441),所述升降电机(41)前出轴上套设有第二同步轮(411),所述第一同步轮(441)和所述第二同步轮(411)之间通过同步带实现传动连接。

6.如权利要求2所述的运输机器人垂直攀爬台阶的方法,其特征在于,所述滚动体(455)为深沟球轴承。

7.如权利要求1所述的运输机器人垂直攀爬台阶的方法,其特征在于,所述驱动轮组驱动电机(3)与所述驱动轮(21)之间通过同步带轮实现传动连接。

8.如权利要求1所述的运输机器人垂直攀爬台阶的方法,其特征在于,所述驱动轮(21)为麦克纳姆轮。