智能輪軸交替式爬升機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于智能機器人領域，涉及一種智能輪軸交替式爬升機器人。包括輪軸交替機構、前交替座、后交替座、控制系統(tǒng)等組成的智能輪軸交替式爬升機器人。所述輪軸交替機構包括前輪軸驅動機構、后輪軸驅動機構、輪軸交替軸調節(jié)機構。所述交替座包括前輪軸交替座、后輪軸交替座。所述控制系統(tǒng)包括主控制器、前輪軸伺服電機驅動器、后輪軸伺服電機驅動器、輪軸交替軸伺服電機驅動器、前輪軸無線收發(fā)模塊、后輪軸無線收發(fā)模塊、次控制器。本實用新型通過使用輪軸交替機構，利用齒輪嚙合原理，實現了前輪軸交替座和后輪軸交替座兩個機構的交替連續(xù)運轉，從而模擬了機器人的爬樓和下樓動作，機械結構簡單，適用于不同樓梯寬度、高度的場合。
【專利說明】
智能輪軸交替式爬升機器人
技術領域
[0001]本實用新型屬于智能機器人領域，涉及一種智能型輪軸交替式爬樓機器人。
【背景技術】
[0002]隨著經濟和人類社會的發(fā)展，由于土地資源極其有限，國家為了提高土地的利用率，新建的樓房層數越來越高，尤其在我國，高樓大廈已經成為我國現代化城市的典型特征。樓房建高，盡管有電梯可以省時省力。
[0003]但是，電梯不可能完全取代傳統(tǒng)的樓梯，尤其是當遇到停電或者災害時，樓梯的作用非常重要;另外，對于樓層不是特別高，如5、6層的樓房，或者對于年代較為久遠的樓房來說，很多并沒有配備電梯，因此如果沒有外界人員的幫助，對于殘障人員的上下樓梯來講是一件特別艱難的事情。
[0004]當前，國內專家、工程師對樓梯爬升機器人進行了研究，但是很多作品處于理論和圖紙設計階段，物化成實物的極少，即使當前存在少量的爬樓梯機器，也僅僅局限于在實驗室的理想環(huán)境中的樣機試驗階段，并沒有真正的轉化到實際的生活中為人類服務。另外，現有的結構大都是行星輪式、履帶式、腿足式和平行四桿機構式，這些結構都有各自的缺點，并且機械機構龐大、運動效率低下，因此有必要研究開發(fā)一種輪軸交替式爬升機器人
[0005]實用新型專利201510027482.4公布了一種樓梯清洗機，該實用新型涉及清洗機械技術領域，尤指一種既可以對地面進行清洗，又可對與地面垂直的墻角進行清洗的樓梯清洗機。通過將原有的地平面清洗增加為同時可進行對與地面垂直的墻角、墻邊進行清潔工作，大大降低原有保潔人員的勞動強度，且大幅提高了勞動效率。但是該機器人只能對地面、與地面垂直的墻角進行清理，而不能對樓梯臺階進行清理，功能有限。
[0006]實用新型專利201420289782.0公布了一種智能樓梯拖地機，該機器完全打破了傳統(tǒng)拖地機只能清潔平地的單一模式，采用分步式模仿人體下樓動作，全向自動方式消除轉彎半徑，橫向運動方式清潔樓梯及樓道，實現了自動下樓，自動清潔，自動無角度轉彎等功能，使清潔工作不留死角，干凈徹底，其機械結構設計新穎、操作簡單方便、省時省力。但是該專利同樣存在問題，該機器采用電機、絲杠和支撐板等結構實現模擬人的上下樓梯，效率較低，實現起來并不現實。同樣實用新型專利201410146501.0也公布了一種平動旋轉腿式樓梯清潔機器人及上下樓方法，包括:機身、對稱分布在機身兩側的包括支撐腿與轉臂的平動旋轉腿機構、測距和接近傳感器。上樓時，由支撐腿通過轉臂撐起機身，平動旋轉至上一級臺階，繼續(xù)旋轉轉臂至支撐腿收回在機身兩側;下樓時，由機身通過旋轉轉臂帶動支撐腿平動旋轉至下一級臺階，將機身從當前臺階撐起，繼續(xù)旋轉轉臂至機身回落在下一級臺階，且支撐腿收回在機身兩側。該實用新型的機器人及上下樓方法具有上下樓動作簡潔高效，結構緊湊，便于在樓梯踏步面上來回清理，也兼顧了平地清掃功能，擴展了其應用范圍。但是類似這種的專利的結構，只能適應特定的樓梯，工作范圍狹窄，效率低。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種由輪軸交替機構、前交替座、后交替座、控制系統(tǒng)、等組成的智能輪軸交替式爬升機器人。該機器人結構簡單、實用，控制流程簡單、機器人的上下樓梯迅速、工作效率高，還涉及一種相應的樓梯的爬升方法。
[0008]—種智能輪軸交替式爬升機器人，包括:輪軸交替機構1、交替座2、控制系統(tǒng)3、電源4。
[0009]所述輪軸交替機構I包括:前輪軸驅動機構1-1、后輪軸驅動機構1-2、輪軸交替軸調節(jié)機構1-3。
[0010]所述交替座2包括:前輪軸交替座2-1、后輪軸交替座2-2。
[0011]所述控制系統(tǒng)3包括:主控制器3-1、前輪軸伺服電機驅動器3-2、后輪軸伺服電機驅動器3-3、輪軸交替軸伺服電機驅動器3-4、前輪軸無線收發(fā)模塊3-5、后輪軸無線收發(fā)模塊3-6、次控制器3-7。
[0012]所述電源4包括:前輪軸鋰電池4-1、后輪軸鋰電池4-2。
[0013]進一步的，所述輪軸交替機構I中的前輪軸驅動機構1-1包括:前輪軸驅動伺服電機1-1a，前輪軸減速箱1-1b，前輪軸驅動伺服電機主齒輪1-1c，前輪軸副齒輪1-1d，前輪軸L形支架1-1e，前輪軸橫軸1-1f，前輪軸軸承1-1g，前輪軸軸承座1-1h;
[0014]相應的，所述輪軸交替機構I中的后輪軸驅動機構1-2包括:后輪軸驅動伺服電機l-2a，后輪軸減速箱l_2b，后輪軸驅動伺服電機主齒輪l_2c，后輪軸副齒輪l_2d，后輪軸L形支架l-2e，后輪軸橫軸l-2f，后輪軸軸承l(wèi)-2g，后輪軸軸承座l-2h;
[0015]所述輪軸交替機構I中的輪軸交替軸調節(jié)機構1-3包括:輪軸交替主軸l_3a，輪軸交替副軸l_3b，鎖緊套l-3c。
[0016]具體連接和相互協(xié)作關系為:
[0017]所述輪軸交替機構I中的前輪軸驅動機構1-1和后輪軸驅動機構1-2通過輪軸交替軸調節(jié)機構1-3連接，且輪軸交替軸調節(jié)機構1-3為兩套，從前輪軸驅動機構1-1的左右兩側分別和后輪軸驅動機構1-2的左右兩側連接。
[0018]具體的為:
[0019]前輪軸橫軸1-1f兩端固定有前輪軸軸承Ι-lg，前輪軸軸承1-1g固定安裝在前輪軸軸承座1-1h上，前輪軸軸承座1-1h固定安裝在前輪軸交替座2-1的前側中心位置處。且前輪軸橫軸1-1f上固定有前輪軸副齒輪Ι-ld;前輪軸驅動伺服電機1-1a固定有前輪軸減速箱Ι-Α ， 前輪軸減速箱1-1b 的輸出軸安裝有前輪軸驅動伺服電機主齒輪 1-1c ， 且前輪軸驅動伺服電機1-1a固定在前輪軸交替座2-1上，前輪軸驅動伺服電機主齒輪1-1c和前輪軸副齒輪1-1d正好機械齒輪嚙合。效果為:前輪軸驅動伺服電機1-1a轉動，帶動前輪軸減速箱1-lb，從而帶動前輪軸驅動伺服電機主齒輪1-1c，通過齒輪嚙合作用，前輪軸副齒輪1-1d轉動，進而前輪軸橫軸1-1f轉動。由于前輪軸橫軸1-1f的兩端通過前輪軸L形支架1-1e和輪軸交替軸調節(jié)機構1-3中的輪軸交替主軸l_3a的首端連接，從而使得帶動輪軸交替主軸l_3a擺動。最終的效果為:由于前輪軸交替座2-1中的機械和電氣結構帶動輪軸交替主軸l_3a擺動，則會帶動整套后輪軸交替座2-2擺動，最終會使得后輪軸交替座2-2相對前輪軸交替座2-1并以前輪軸交替座2-1前側中心點為圓心、以當前的輪軸交替主軸l-3a的實際距離為圓心做一定角度的圓周運動，從而使得后輪軸交替座2-2相對前輪軸交替座2-1產生向前上方的位移運動，實現爬樓的模擬動作；當下樓時，動作相反。
[0020]對于所述的輪軸交替機構I中的輪軸交替軸調節(jié)機構1-3，具體的結構和連接關系為:
[0021]輪軸交替主軸l-3a的首端和前輪軸L形支架1-1e連接，輪軸交替主軸l_3a上設置有定位銷l_3al，輪軸交替副軸l-3b上設置有孔徑配套的定位孔l-3a2，且定位銷l-3al和定位孔l-3a2都為多個，效果為:輪軸交替主軸l_3a可以通過定位銷l_3al和定位孔l_3a2的相對位置不同，從而改變與輪軸交替副軸l_3b距離關系，進而使得輪軸交替主軸l-3a的長度發(fā)生變化，由于前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2是通過輪軸交替主軸l-3a連接在一起，因此輪軸交替主軸l_3a的不同可以改變前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2的距離，從而改變爬升機器人爬升或下降的步幅大小，繼而適應不同寬度、高度的樓梯。同時，當輪軸交替主軸l_3a中的定位銷l-3al和輪軸交替副軸l-3b中的定位孔l-3a2通過人工調節(jié)并配合在一起后，必須通過鎖緊套l_3c將定位銷l_3al和定位孔l-3a2鎖緊在一起，防止錯開和開裂，使得前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2脫離。
[0022]同樣相對應的:
[0023]后輪軸橫軸l-2f兩端固定有后輪軸軸承l(wèi)_2g，后輪軸軸承l(wèi)_2g固定安裝在后輪軸軸承座l-2h上，后輪軸軸承座l-2h固定安裝在后輪軸交替座2-2的前側中心位置處。且后輪軸橫軸l_2f上固定有后輪軸副齒輪l-2d;后輪軸驅動伺服電機l-2a固定有后輪軸減速箱1-2b，后輪軸減速箱l-2b的輸出軸安裝有后輪軸驅動伺服電機主齒輪l-2c，且后輪軸驅動伺服電機l_2a固定在后輪軸交替座2-2上，后輪軸驅動伺服電機主齒輪l-2c和后輪軸副齒輪l-2d正好機械齒輪嚙合。效果為:后輪軸驅動伺服電機l_2a轉動，帶動后輪軸減速箱l_2b，從而帶動后輪軸驅動伺服電機主齒輪l-2c，通過齒輪嚙合作用，后輪軸副齒輪l-2d轉動，進而后輪軸橫軸1-2f轉動。由于后輪軸橫軸l_2f的兩端通過后輪軸L形支架l-2e和輪軸交替軸調節(jié)機構1-3中的輪軸交替副軸l-3b的首端連接，從而使得帶動輪軸交替副軸l-3b擺動。最終的效果為:由于后輪軸交替座2-2中的機械和電氣結構帶動輪軸交替主軸l-3a擺動，則會帶動整套前輪軸交替座2-1擺動，最終會使得前輪軸交替座2-1相對后輪軸交替座2-2并以后輪軸交替座2-2前側中心點為圓心、以當前的輪軸交替主軸l-3a的實際距離為圓心做一定角度的圓周運動，從而使得前輪軸交替座2-1相對后輪軸交替座2-2產生向后下方的位移運動，實現下樓的模擬動作；當上樓時，動作相反。
[0024]更進一步的，由于前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2需要連續(xù)交替工作，但是兩者需要持續(xù)不斷的電能，因此在前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2中分別安裝有前輪軸鋰電池4-1和后輪軸鋰電池4-2。但是當前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2工作時，需要協(xié)同工作，才能達到交替爬升的目的，故在工作中還需要前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2進行通訊協(xié)作工作，所以本實用新型在前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2還分別安裝有主控制器3-1和次控制器3-7;且在前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2還分別安裝有前輪軸無線收發(fā)模塊3-5、后輪軸無線收發(fā)模塊3-6。
[0025]更進一步的，所述主控制器3-1通過串口線和前輪軸無線收發(fā)模塊3-5發(fā)射信號連接，所述主控制器3-1和前輪軸無線收發(fā)模塊3-5均安裝在前輪軸交替座2-1內；相應的，所述次控制器3-7通過串口線和后輪軸無線收發(fā)模塊3-6發(fā)射信號連接，所述次控制器3-7和后輪軸無線收發(fā)模塊3-6均安裝在后輪軸交替座2-2內。
[0026]更進一步的，所述前輪軸鋰電池4-1、后輪軸鋰電池4-2分別固定安裝在前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2內，并且前輪軸鋰電池4-1與主控制器3-1、前輪軸伺服電機驅動器3-2和前輪軸無線收發(fā)模塊3-5連接并為其供電；后輪軸鋰電池4-2與次控制器3-7、后輪軸伺服電機驅動器3-3和后輪軸無線收發(fā)模塊3-6連接并為其供電。
[0027]本實用新型克服了現有技術爬樓機器人的缺點并大大提升了爬樓效率，與本實用新型機械機構配套的機器人上下樓步驟具體如下:
[0028]步驟一:
[0029]當機器人爬樓時:主控制器3-1通過前輪軸無線收發(fā)模塊3-5發(fā)射信號，次控制器3-7通過后輪軸無線收發(fā)模塊3-6發(fā)射信號，主控制器3-1接收到此控制器3-7的指令后，進行信息融合并發(fā)出新的指令。
[0030]步驟二:主控制器3-1控制前輪軸伺服電機驅動器3-2驅動前輪軸驅動伺服電機1-1a轉動，由上述知:前輪軸驅動伺服電機1-1a固定有前輪軸減速箱1-1b，前輪軸減速箱1-1b的輸出軸安裝有前輪軸驅動伺服電機主齒輪1-1c，且前輪軸驅動伺服電機1-1a固定在前輪軸交替座2-1上，前輪軸驅動伺服電機主齒輪1-1c和前輪軸副齒輪1-1d正好機械齒輪嚙合。效果為:前輪軸驅動伺服電機1-1a轉動，帶動前輪軸減速箱1-1b，從而帶動前輪軸驅動伺服電機主齒輪1-1c，通過齒輪嚙合作用，前輪軸副齒輪1-1d轉動，進而前輪軸橫軸1-1f轉動。由于前輪軸橫軸1-1f的兩端通過前輪軸L形支架1-1e和輪軸交替軸調節(jié)機構1-3中的輪軸交替主軸l_3a的首端連接，從而使得帶動輪軸交替主軸l_3a擺動。最終的效果為:由于前輪軸交替座2-1中的機械和電氣結構帶動輪軸交替主軸l-3a擺動，則會帶動整套后輪軸交替座2-2擺動，最終會使得后輪軸交替座2-2相對前輪軸交替座2-1并以前輪軸交替座2-1前側中心點為圓心、以當前的輪軸交替主軸l-3a的實際距離為圓心做一定角度的圓周運動，從而使得后輪軸交替座2-2相對前輪軸交替座2-1產生向前上方的位移運動，實現爬樓的模擬動作。
[0031 ]步驟三:完成上述步驟后，前輪軸交替座2-1本應處于后輪軸交替座2-2的前上方處，現在由于相對位置的改變，使得后輪軸交替座2-2本處于前輪軸交替座2-1的前上方處。此時，主控制器3-1通過前輪軸無線收發(fā)模塊3-5發(fā)射信號，次控制器3-7通過后輪軸無線收發(fā)模塊3-6發(fā)射信號，主控制器3-1接收到此控制器3-7的指令后，進行信息融合并發(fā)出新的指令。然后，次控制器3-7控制后輪軸伺服電機驅動器3-3驅動后輪軸驅動伺服電機l-2a轉動，由上述知:后輪軸驅動伺服電機l_2a固定有后輪軸減速箱l_2b，后輪軸減速箱l_2b的輸出軸安裝有后輪軸驅動伺服電機主齒輪l_2c，且后輪軸驅動伺服電機l-2a固定在后輪軸交替座2-2上，后輪軸驅動伺服電機主齒輪l-2c和后輪軸副齒輪l-2d正好機械齒輪嚙合。效果為:后輪軸驅動伺服電機l_2a轉動，帶動后輪軸減速箱l_2b，從而帶動后輪軸驅動伺服電機主齒輪l-2c，通過齒輪嚙合作用，后輪軸副齒輪l-2d轉動，進而后輪軸橫軸l-2f轉動。由于后輪軸橫軸l-2f的兩端通過后輪軸L形支架l-2e和輪軸交替軸調節(jié)機構1-3中的輪軸交替副軸1-3b的首端連接，從而使得帶動輪軸交替副軸I _3b擺動。
[0032]最終的效果為:由于后輪軸交替座2-2中的機械和電氣結構帶動輪軸交替主軸1-3a擺動，則會帶動整套前輪軸交替座2-1擺動，最終會使得前輪軸交替座2-1相對后輪軸交替座2-2并以后輪軸交替座2-2前側中心點為圓心、以當前的輪軸交替主軸l-3a的實際距離為圓心做一定角度的圓周運動，從而使得前輪軸交替座2-1相對后輪軸交替座2-2產生向前上方的位移運動，實現爬樓的模擬動作。
[0033]步驟四:重復步驟一、二和三，此時機器人可以實現連續(xù)的上樓模擬動作，從而使得機器人實現連續(xù)的爬樓。
[0034]步驟五:當機器人下樓時，上述步驟一、二和三中的相反動作即為下樓模擬動作，重復相反的步驟一、二和三中的動作，即可實現機器人的連續(xù)下樓，從而使得機器人實現連續(xù)的下樓。
[0035]本實用新型的有益效果是:
[0036](I)本實用新型通過使用輪軸交替機構，利用齒輪嚙合原理，實現了前輪軸交替座和后輪軸交替座兩個機構的交替連續(xù)運轉，從而模擬了機器人的爬樓和下樓動作，機械結構簡單，容易實現。
[0037](2)本實用新型巧妙利用輪軸交替主軸、輪軸交替副軸和鎖緊套的機械結構，實現了輪軸交替主軸的長度可調，人工操作方便，輕松地完成了機器人適用于不同樓梯寬度、高度的場合，實際應用范圍廣。
[0038](3)本實用新型利用無線發(fā)送模塊，通過主、次控制器的協(xié)同工作，實現了前輪軸交替座和后輪軸交替座的配合工作，使得機器人的爬樓和下樓的動作協(xié)調、高效，對于提高機器人的工作效率發(fā)揮了關鍵作用。
【附圖說明】
[0039]附圖1為本實用新型智能輪軸交替式爬升機器人的整體結構示意圖。
[0040]附圖2為本實用新型智能輪軸交替式爬升機器人的主視結構示意圖。
[0041]附圖3為本實用新型智能輪軸交替式爬升機器人的前輪軸交替座的上端蓋打開后的俯視結構示意圖。
[0042]附圖4為本實用新型智能輪軸交替式爬升機器人的前輪軸交替座和后輪軸交替座的上端蓋均打開后的俯視結構示意圖。
[0043]附圖5為本實用新型智能輪軸交替式爬升機器人的立體結構示意圖。
[0044]附圖6為本實用新型智能輪軸交替式爬升機器人的仰視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0045]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0046]以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0047]實施例1。
[0048]如圖1和2所示。一種智能輪軸交替式爬升機器人，包括:輪軸交替機構1、交替座2、控制系統(tǒng)3、電源4。
[0049]實施例2。
[0050]如圖2所示。所述輪軸交替機構I包括:前輪軸驅動機構1-1、后輪軸驅動機構1-2、輪軸交替軸調節(jié)機構1-3、[0051 ] 實施例3。
[0052]如圖2、3、4所示。所述交替座2包括:前輪軸交替座2-1、后輪軸交替座2-2、
[0053]所述控制系統(tǒng)3包括:主控制器3-1、前輪軸伺服電機驅動器3-2、后輪軸伺服電機驅動器3-3、輪軸交替軸伺服電機驅動器3-4、前輪軸無線收發(fā)模塊3-5、后輪軸無線收發(fā)模塊3-6、次控制器3-7。
[0054]實施例4。
[0055]如圖1-6所示。進一步的，所述輪軸交替機構I中的前輪軸驅動機構1-1包括:前輪軸驅動伺服電機1-1a，前輪軸減速箱1-1b，前輪軸驅動伺服電機主齒輪1-1c，前輪軸副齒輪1-1d，前輪軸L形支架1-1e，前輪軸橫軸1-1f，前輪軸軸承1-1g，前輪軸軸承座1-1h;
[0056]相應的，所述輪軸交替機構I中的后輪軸驅動機構1-2包括:后輪軸驅動伺服電機l-2a，后輪軸減速箱l_2b，后輪軸驅動伺服電機主齒輪l_2c，后輪軸副齒輪l_2d，后輪軸L形支架l-2e，后輪軸橫軸l-2f，后輪軸軸承l(wèi)-2g，后輪軸軸承座l-2h;
[0057]所述輪軸交替機構I中的輪軸交替軸調節(jié)機構1-3包括:輪軸交替主軸l_3a，輪軸交替副軸l_3b，鎖緊套l-3c。
[0058]具體連接和相互協(xié)作關系為:
[0059]所述輪軸交替機構I中的前輪軸驅動機構1-1和后輪軸驅動機構1-2通過輪軸交替軸調節(jié)機構1-3連接，且輪軸交替軸調節(jié)機構1-3為兩套，從前輪軸驅動機構1-1的左右兩側分別和后輪軸驅動機構1-2的左右兩側連接。
[0060]具體的為:
[0061 ]前輪軸橫軸1-1f兩端固定有前輪軸軸承1-1g，前輪軸軸承1-1g固定安裝在前輪軸軸承座1-1h上，前輪軸軸承座1-1h固定安裝在前輪軸交替座2-1的前側中心位置處。且前輪軸橫軸1-1f上固定有前輪軸副齒輪Ι-ld;前輪軸驅動伺服電機1-1a固定有前輪軸減速箱Ι-Α ， 前輪軸減速箱1-1b 的輸出軸安裝有前輪軸驅動伺服電機主齒輪 1-1c ， 且前輪軸驅動伺服電機1-1a固定在前輪軸交替座2-1上，前輪軸驅動伺服電機主齒輪1-1c和前輪軸副齒輪1-1d正好機械齒輪嚙合。效果為:前輪軸驅動伺服電機1-1a轉動，帶動前輪軸減速箱1-lb，從而帶動前輪軸驅動伺服電機主齒輪1-1c，通過齒輪嚙合作用，前輪軸副齒輪1-1d轉動，進而前輪軸橫軸1-1f轉動。由于前輪軸橫軸1-1f的兩端通過前輪軸L形支架1-1e和輪軸交替軸調節(jié)機構1-3中的輪軸交替主軸l_3a的首端連接，從而使得帶動輪軸交替主軸l_3a擺動。最終的效果為:由于前輪軸交替座2-1中的機械和電氣結構帶動輪軸交替主軸l_3a擺動，則會帶動整套后輪軸交替座2-2擺動，最終會使得后輪軸交替座2-2相對前輪軸交替座2-1并以前輪軸交替座2-1前側中心點為圓心、以當前的輪軸交替主軸l-3a的實際距離為圓心做一定角度的圓周運動，從而使得后輪軸交替座2-2相對前輪軸交替座2-1產生向前上方的位移運動，實現爬樓的模擬動作；當下樓時，動作相反。
[0062]對于所述的輪軸交替機構I中的輪軸交替軸調節(jié)機構1-3，具體的結構和連接關系為:
[0063]輪軸交替主軸l-3a的首端和前輪軸L形支架1-1e連接，輪軸交替主軸l_3a上設置有定位銷l_3al，輪軸交替副軸l-3b上設置有孔徑配套的定位孔l-3a2，且定位銷l-3al和定位孔l-3a2都為多個，效果為:輪軸交替主軸l_3a可以通過定位銷l_3al和定位孔l_3a2的相對位置不同，從而改變與輪軸交替副軸l_3b距離關系，進而使得輪軸交替主軸l-3a的長度發(fā)生變化，由于前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2是通過輪軸交替主軸l-3a連接在一起，因此輪軸交替主軸l_3a的不同可以改變前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2的距離，從而改變爬升機器人爬升或下降的步幅大小，繼而適應不同寬度、高度的樓梯。同時，當輪軸交替主軸l_3a中的定位銷l-3al和輪軸交替副軸l-3b中的定位孔l-3a2通過人工調節(jié)并配合在一起后，必須通過鎖緊套l_3c將定位銷l_3al和定位孔l-3a2鎖緊在一起，防止錯開和開裂，使得前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2脫離。
[0064]同樣相對應的:
[0065]后輪軸橫軸l_2f兩端固定有后輪軸軸承l(wèi)_2g，后輪軸軸承l(wèi)_2g固定安裝在后輪軸軸承座l-2h上，后輪軸軸承座l-2h固定安裝在后輪軸交替座2-2的前側中心位置處。且后輪軸橫軸l_2f上固定有后輪軸副齒輪l-2d;后輪軸驅動伺服電機l-2a固定有后輪軸減速箱1-2b，后輪軸減速箱l-2b的輸出軸安裝有后輪軸驅動伺服電機主齒輪l-2c，且后輪軸驅動伺服電機l_2a固定在后輪軸交替座2-2上，后輪軸驅動伺服電機主齒輪l-2c和后輪軸副齒輪l-2d正好機械齒輪嚙合。效果為:后輪軸驅動伺服電機l_2a轉動，帶動后輪軸減速箱l_2b，從而帶動后輪軸驅動伺服電機主齒輪l-2c，通過齒輪嚙合作用，后輪軸副齒輪l-2d轉動，進而后輪軸橫軸1-2f轉動。由于后輪軸橫軸l_2f的兩端通過后輪軸L形支架l-2e和輪軸交替軸調節(jié)機構1-3中的輪軸交替副軸l-3b的首端連接，從而使得帶動輪軸交替副軸l-3b擺動。最終的效果為:由于后輪軸交替座2-2中的機械和電氣結構帶動輪軸交替主軸l-3a擺動，則會帶動整套前輪軸交替座2-1擺動，最終會使得前輪軸交替座2-1相對后輪軸交替座2-2并以后輪軸交替座2-2前側中心點為圓心、以當前的輪軸交替主軸l-3a的實際距離為圓心做一定角度的圓周運動，從而使得前輪軸交替座2-1相對后輪軸交替座2-2產生向后下方的位移運動，實現下樓的模擬動作；當上樓時，動作相反。
[0066]更進一步的，由于前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2需要連續(xù)交替工作，但是兩者需要持續(xù)不斷的電能，因此在前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2中分別安裝有前輪軸鋰電池4-1和后輪軸鋰電池4-2。但是當前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2工作時，需要協(xié)同工作，才能達到交替爬升的目的，故在工作中還需要前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2進行通訊協(xié)作工作，所以本實用新型在前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2還分別安裝有主控制器3-1和次控制器3-7;且在前輪軸交替座2-1和后輪軸交替座2-2還分別安裝有前輪軸無線收發(fā)模塊3-5、后輪軸無線收發(fā)模塊3-6。
[0067]更進一步的，所述主控制器3-1通過串口線和前輪軸無線收發(fā)模塊3-5發(fā)射信號連接，所述主控制器3-1和前輪軸無線收發(fā)模塊3-5均安裝在前輪軸交替座2-1內；相應的，所述次控制器3-7通過串口線和后輪軸無線收發(fā)模塊3-6發(fā)射信號連接，所述次控制器3-7和后輪軸無線收發(fā)模塊3-6均安裝在后輪軸交替座2-2內。
[0068]實施例5。
[0069]本實用新型的機器人上下樓步驟為:
[0070]步驟一:當機器人爬樓時:主控制器3-1通過前輪軸無線收發(fā)模塊3-5發(fā)射信號，次控制器3-7通過后輪軸無線收發(fā)模塊3-6發(fā)射信號，主控制器3-1接收到此控制器3-7的指令后，進行信息融合并發(fā)出新的指令。
[0071]步驟二:主控制器3-1控制前輪軸伺服電機驅動器3-2驅動前輪軸驅動伺服電機1-1a轉動，由上述知:前輪軸驅動伺服電機1-1a固定有前輪軸減速箱1-1b，前輪軸減速箱1-1b的輸出軸安裝有前輪軸驅動伺服電機主齒輪1-1c，且前輪軸驅動伺服電機1-1a固定在前輪軸交替座2-1上，前輪軸驅動伺服電機主齒輪1-1c和前輪軸副齒輪1-1d正好機械齒輪嚙合。效果為:前輪軸驅動伺服電機1-1a轉動，帶動前輪軸減速箱1-1b，從而帶動前輪軸驅動伺服電機主齒輪1-1c，通過齒輪嚙合作用，前輪軸副齒輪1-1d轉動，進而前輪軸橫軸1-1f轉動。由于前輪軸橫軸1-1f的兩端通過前輪軸L形支架1-1e和輪軸交替軸調節(jié)機構1-3中的輪軸交替主軸l_3a的首端連接，從而使得帶動輪軸交替主軸l_3a擺動。最終的效果為:由于前輪軸交替座2-1中的機械和電氣結構帶動輪軸交替主軸l-3a擺動，則會帶動整套后輪軸交替座2-2擺動，最終會使得后輪軸交替座2-2相對前輪軸交替座2-1并以前輪軸交替座2-1前側中心點為圓心、以當前的輪軸交替主軸l-3a的實際距離為圓心做一定角度的圓周運動，從而使得后輪軸交替座2-2相對前輪軸交替座2-1產生向前上方的位移運動，實現爬樓的模擬動作。
[0072]步驟三:完成上述步驟后，前輪軸交替座2-1本應處于后輪軸交替座2-2的前上方處，現在由于相對位置的改變，使得后輪軸交替座2-2本處于前輪軸交替座2-1的前上方處。此時，主控制器3-1通過前輪軸無線收發(fā)模塊3-5發(fā)射信號，次控制器3-7通過后輪軸無線收發(fā)模塊3-6發(fā)射信號，主控制器3-1接收到此控制器3-7的指令后，進行信息融合并發(fā)出新的指令。然后，次控制器3-7控制后輪軸伺服電機驅動器3-3驅動后輪軸驅動伺服電機l-2a轉動，由上述知:后輪軸驅動伺服電機l_2a固定有后輪軸減速箱l_2b，后輪軸減速箱l_2b的輸出軸安裝有后輪軸驅動伺服電機主齒輪l_2c，且后輪軸驅動伺服電機l-2a固定在后輪軸交替座2-2上，后輪軸驅動伺服電機主齒輪l-2c和后輪軸副齒輪l-2d正好機械齒輪嚙合。效果為:后輪軸驅動伺服電機l_2a轉動，帶動后輪軸減速箱l_2b，從而帶動后輪軸驅動伺服電機主齒輪l-2c，通過齒輪嚙合作用，后輪軸副齒輪l-2d轉動，進而后輪軸橫軸l-2f轉動。由于后輪軸橫軸l-2f的兩端通過后輪軸L形支架l-2e和輪軸交替軸調節(jié)機構1-3中的輪軸交替副軸1-3b的首端連接，從而使得帶動輪軸交替副軸I _3b擺動。
[0073]最終的效果為:由于后輪軸交替座2-2中的機械和電氣結構帶動輪軸交替主軸1-3a擺動，則會帶動整套前輪軸交替座2-1擺動，最終會使得前輪軸交替座2-1相對后輪軸交替座2-2并以后輪軸交替座2-2前側中心點為圓心、以當前的輪軸交替主軸l-3a的實際距離為圓心做一定角度的圓周運動，從而使得前輪軸交替座2-1相對后輪軸交替座2-2產生向前上方的位移運動，實現爬樓的模擬動作。
[0074]步驟四:重復步驟一、二和三，此時機器人可以實現連續(xù)的上樓模擬動作，從而使得機器人實現連續(xù)的爬樓。
[0075]實施例6。
[0076]如圖所示。
[0077]當機器人下樓時:上述步驟一、二和三中的相反動作即為下樓模擬動作，重復相反的步驟一、二和三中的動作，即可實現機器人的連續(xù)下樓，從而使得機器人實現連續(xù)的下樓。
[0078]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種智能輪軸交替式爬升機器人，其特征在于:包括輪軸交替機構、交替座、控制系統(tǒng)、電源，所述輪軸交替機構、交替座、控制系統(tǒng)、電源彼此相連接，所述輪軸交替機構包括前輪軸驅動機構、后輪軸驅動機構、輪軸交替軸調節(jié)機構，所述前輪軸驅動機構包括前輪軸驅動伺服電機、前輪軸減速箱、前輪軸驅動伺服電機主齒輪、前輪軸副齒輪、前輪軸L形支架、前輪軸橫軸、前輪軸軸承、前輪軸軸承座，所述后輪軸驅動機構包括后輪軸驅動伺服電機、后輪軸減速箱、后輪軸驅動伺服電機主齒輪、后輪軸副齒輪、后輪軸L形支架、后輪軸橫軸、后輪軸軸承、后輪軸軸承座，所述輪軸交替軸調節(jié)機構包括輪軸交替主軸、輪軸交替副軸、鎖緊套。2.如權利要求1所述的一種智能輪軸交替式爬升機器人，其特征在于:所述輪軸交替機構中的前輪軸驅動機構和后輪軸驅動機構通過輪軸交替軸調節(jié)機構連接，且輪軸交替軸調節(jié)機構為兩套，從前輪軸驅動機構的左右兩側分別和后輪軸驅動機構的左右兩側連接，前輪軸橫軸兩端固定有前輪軸軸承，前輪軸軸承固定安裝在前輪軸軸承座上，前輪軸軸承座固定安裝在前輪軸交替座的前側中心位置處，且前輪軸橫軸上固定有前輪軸副齒輪;前輪軸驅動伺服電機固定有前輪軸減速箱，前輪軸減速箱的輸出軸安裝有前輪軸驅動伺服電機主齒輪，且前輪軸驅動伺服電機固定在前輪軸交替座上，前輪軸驅動伺服電機主齒輪和前輪軸副齒輪正好機械齒輪嚙合。3.如權利要求2所述的一種智能輪軸交替式爬升機器人，其特征在于:前輪軸橫軸的兩端通過前輪軸L形支架和輪軸交替軸調節(jié)機構中的輪軸交替主軸的首端連接，從而使得帶動輪軸交替主軸擺動。4.如權利要求1所述的一種智能輪軸交替式爬升機器人，其特征在于:后輪軸橫軸兩端固定有后輪軸軸承，后輪軸軸承固定安裝在后輪軸軸承座上，后輪軸軸承座固定安裝在后輪軸交替座的前側中心位置處;且后輪軸橫軸上固定有后輪軸副齒輪，后輪軸驅動伺服電機固定有后輪軸減速箱，后輪軸減速箱的輸出軸安裝有后輪軸驅動伺服電機主齒輪，且后輪軸驅動伺服電機固定在后輪軸交替座上，后輪軸驅動伺服電機主齒輪和后輪軸副齒輪正好機械齒輪嚙合。5.如權利要求4所述的一種智能輪軸交替式爬升機器人，其特征在于:后輪軸橫軸的兩端通過后輪軸L形支架和輪軸交替軸調節(jié)機構中的輪軸交替副軸的首端連接，從而使得帶動輪軸交替副軸擺動。6.如權利要求5所述的一種智能輪軸交替式爬升機器人，其特征在于:輪軸交替主軸的首端和前輪軸L形支架連接，輪軸交替主軸上設置有定位銷，輪軸交替副軸上設置有孔徑配套的定位孔，且定位銷和定位孔都為多個。7.如權利要求1所述的一種智能輪軸交替式爬升機器人，其特征在于:前輪軸驅動伺服電機固定有前輪軸減速箱，前輪軸減速箱的輸出軸安裝有前輪軸驅動伺服電機主齒輪，且前輪軸驅動伺服電機固定在前輪軸交替座上，前輪軸驅動伺服電機主齒輪和前輪軸副齒輪正好機械齒輪嚙合。8.如權利要求1所述的一種智能輪軸交替式爬升機器人，其特征在于:后輪軸驅動伺服電機固定有后輪軸減速箱，后輪軸減速箱的輸出軸安裝有后輪軸驅動伺服電機主齒輪，且后輪軸驅動伺服電機固定在后輪軸交替座上，后輪軸驅動伺服電機主齒輪和后輪軸副齒輪正好機械齒輪嚙合。
【文檔編號】B62D57/024GK205499107SQ201620301821
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】鮑明松, 郭亭亭, 鮑威, 張浩文
【申請人】山東國興智能科技有限公司