本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種輪式安防機(jī)器人上樓裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)器人（robot）是自動執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作等。

移動機(jī)器人所采用的運(yùn)動方式主要包括輪式、履帶式、足式、混合式等運(yùn)動形式，其中以輪式機(jī)器人應(yīng)用最為廣泛。履帶式機(jī)器人相對笨重且觸地面積較大，同時會對地面造成不同程度的破壞，足式機(jī)器人一般限于平地行走，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、產(chǎn)品成本高、不易操作。眾所周知，輪式機(jī)器人具有速度快、穩(wěn)定性好、易控制等優(yōu)點。

移動機(jī)器人正被越來越多的應(yīng)用于危險環(huán)境監(jiān)測、未知區(qū)域探測、行星探測、救援搜索、排爆等各種領(lǐng)域，在這些應(yīng)用中，常常要需要攀爬樓梯，由于樓梯結(jié)構(gòu)的特殊性和攀爬樓梯過程的復(fù)雜性使得移動機(jī)器人攀爬樓梯一直是移動機(jī)器人領(lǐng)域的一個難點和熱點。

機(jī)器人技術(shù)作為戰(zhàn)略高科技技術(shù)，深受世界各國的重視，而安防機(jī)器人作為前沿高科技研究最活躍的一個領(lǐng)域，更是備受關(guān)注，輪式安防機(jī)器人的上樓技術(shù)至今仍是一個難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種輪式安防機(jī)器人的上樓裝置，其操作方便、動作準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡單。

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是：

一種輪式安防機(jī)器人爬樓裝置，包括安防機(jī)器人和鋪設(shè)于樓梯上的導(dǎo)軌系統(tǒng)，所述安防機(jī)器人包括圓形的底盤和位于該底盤上的機(jī)身；該底盤上設(shè)有滾輪行走系統(tǒng)；該機(jī)身上設(shè)有紅外引導(dǎo)系統(tǒng)；所述滾輪行走系統(tǒng)包括行走導(dǎo)輪、爬樓導(dǎo)輪和彈出機(jī)構(gòu)。

所述爬樓導(dǎo)輪為升降輪，在所述彈出機(jī)構(gòu)的控制下收縮于底盤的底部平面或者彈出；所述爬樓導(dǎo)輪共5個、包括中央輪、東北角輪、西北角輪、西南角輪和東南角輪，分別位于底盤的中間位置、東北角、西北角、西南角和東南角；所述爬樓導(dǎo)輪包括一個含有三個或三個以上腳部的固定架和鉸接在該固定架各腳部上的滾輪。

所述導(dǎo)軌系統(tǒng)包括第一導(dǎo)引柱、第二導(dǎo)引柱和三條扣軌，該三條扣軌分別鋪設(shè)于樓梯的兩側(cè)邊和中間位置，所述扣軌包括呈階梯狀的底軌，所述底軌上每隔一定距離設(shè)置一根垂直于底軌的扣柱；所述第一導(dǎo)引柱和第二導(dǎo)引柱上設(shè)有紅外信號反饋器；所述第一導(dǎo)引柱和第二導(dǎo)引柱分別位于所述扣軌的兩端。

所述紅外引導(dǎo)系統(tǒng)包括兩個對稱分布于機(jī)身上的紅外發(fā)射端和紅外測距接受端，所述紅外發(fā)射端發(fā)送紅外信號至所述紅外信號反饋器，所述紅外信號反饋器將信號反饋至紅外測距接受端，測距導(dǎo)引安防機(jī)器人運(yùn)動至第一/第二導(dǎo)引柱。

所述行走導(dǎo)輪共有16個；該16個行走導(dǎo)輪分為四組、均勻分布在所述底盤的左中位置、右中位置、上中位置和下中位置。所述行走導(dǎo)輪和爬樓導(dǎo)輪均可實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。所述機(jī)身內(nèi)包括21個微型直流步進(jìn)電機(jī)，所述各行走導(dǎo)輪、爬樓導(dǎo)輪由各微型直流步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動運(yùn)動。

通過安防機(jī)器人機(jī)身上的紅外引導(dǎo)系統(tǒng)與導(dǎo)軌系統(tǒng)上的第一導(dǎo)引柱/第二導(dǎo)引柱的相互作用，安防機(jī)器人實現(xiàn)由平地接近導(dǎo)軌系統(tǒng)。同時彈出機(jī)構(gòu)彈出各爬樓導(dǎo)輪；中央輪行走于鋪設(shè)于樓梯中間位置的扣軌上，東北角輪、西北角輪、西南角輪和東南角輪分別行走于鋪設(shè)于樓梯兩側(cè)邊的扣軌上。

其中，所述導(dǎo)軌可以為直線型，也可以為弧形或螺旋形。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果在于：本發(fā)明利用紅外導(dǎo)航裝置引導(dǎo)機(jī)器人行走在樓梯上，則安防機(jī)器人可以運(yùn)行在各種形狀的樓梯之上，應(yīng)用范圍廣泛；扣軌上相隔一定距離設(shè)置有豎直的小扣柱，小扣柱可以防止安防機(jī)器人在爬樓過程中受重力影響沖高回落或在下樓過程中摔落。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中安防機(jī)器人的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中安防機(jī)器人的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中安防機(jī)器人的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中安防機(jī)器人的第一種爬樓導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中安防機(jī)器人的第二種爬樓導(dǎo)論的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明中安防機(jī)器人的爬樓導(dǎo)輪與底軌的位置關(guān)系示意圖；

圖8為本發(fā)明安防機(jī)器人上樓過程的俯視局部示意圖。

上述各附圖中，各部件對應(yīng)的附圖標(biāo)記如下：

1、安防機(jī)器人；2、導(dǎo)軌系統(tǒng)；11、底盤；12、機(jī)身；111、行走導(dǎo)輪；112、爬樓導(dǎo)輪；1121、固定架；1122、滾輪；21、第一導(dǎo)引柱；22、第二導(dǎo)引柱；23、扣軌；24、紅外信號反饋器；231、底軌；232、扣柱；31、紅外發(fā)射端；32、紅外測距接受端。

具體實施方式

以下結(jié)合各附圖所示實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明：

如圖1所示：

一種輪式安防機(jī)器人爬樓裝置，包括安防機(jī)器人1和鋪設(shè)于樓梯上的導(dǎo)軌系統(tǒng)2，所述導(dǎo)軌系統(tǒng)2包括第一導(dǎo)引柱21、第二導(dǎo)引柱22和三條扣軌23，該三條扣軌23分別鋪設(shè)于樓梯的兩側(cè)邊和中間位置；所述第一導(dǎo)引柱21和第二導(dǎo)引柱22上設(shè)有紅外信號反饋器24；所述第一導(dǎo)引柱21和第二導(dǎo)引柱22分別位于所述扣軌23的兩端。

如圖2-4所示：

安防機(jī)器人1包括圓形的底盤11和位于該底盤11上的機(jī)身12；該底盤11上設(shè)有滾輪行走系統(tǒng)；該機(jī)身12上設(shè)有紅外引導(dǎo)系統(tǒng)3；所述滾輪行走系統(tǒng)具體包括行走導(dǎo)輪111、爬樓導(dǎo)輪112和彈出機(jī)構(gòu)（彈出機(jī)構(gòu)采用公知的彈出部件，且為安防機(jī)器人內(nèi)部部件，故圖中省略未示出）；

所述爬樓導(dǎo)輪112為升降輪，在彈出機(jī)構(gòu)的控制下收縮于底盤11的底部平面或者彈出；所述爬樓導(dǎo)輪112共5個、包括中央輪、東北角輪、西北角輪、西南角輪和東南角輪，分別位于底盤11的中間位置、東北角、西北角、西南角和東南角。所述紅外引導(dǎo)系統(tǒng)包括對稱分布于機(jī)身上的紅外發(fā)射端31和紅外測距接受端32，所述紅外發(fā)射端32發(fā)送紅外信號至所述紅外信號反饋器24，所述紅外信號反饋器24將信號反饋至紅外測距接受端32，測距導(dǎo)引安防機(jī)器人1運(yùn)動至第一/第二導(dǎo)引柱。所述行走導(dǎo)輪111共有16個；該16個行走導(dǎo)輪111分為四組、均勻分布在所述底盤11的左中位置、右中位置、上中位置和下中位置。

如圖5-6所示：

一種實施方式是：所述爬樓導(dǎo)輪112采用含有三個腳部的固定架1121和分別鉸接在固定架1121各腳部上的3個滾輪1122；且三個鉸接點呈等邊三角形分布。

另一種實施方式是：所述爬樓導(dǎo)輪112采用含有四個腳部的固定架和分別鉸接在固定架各腳部上的4個滾輪1122；且四個鉸接點呈正方形分布。

如圖7-8所示：

所述扣軌23包括呈階梯狀的底軌231，所述底軌231上每隔一定距離設(shè)置一根垂直于底軌231的扣柱232。

另外，所述行走導(dǎo)輪111和爬樓導(dǎo)輪112均可實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。所述機(jī)身內(nèi)還包括21個微型直流步進(jìn)電機(jī)，所述各行走導(dǎo)輪111、爬樓導(dǎo)輪112由各微型直流步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動運(yùn)動。

實踐中：安防機(jī)器人1從一樓攀爬至二樓的工作過程如下：紅外發(fā)射端32發(fā)送紅外信號至所述紅外信號反饋器24，所述紅外信號反饋器24將信號反饋至紅外測距接受端32，測距導(dǎo)引安防機(jī)器人1在平地上由行走導(dǎo)輪111驅(qū)動，運(yùn)動至第一導(dǎo)引柱21。隨后，彈出機(jī)構(gòu)令爬樓導(dǎo)輪112彈出，安防機(jī)器人1在紅外信號反饋器24的導(dǎo)引下，從第一導(dǎo)引柱21向第二導(dǎo)引柱22運(yùn)動，5個爬樓導(dǎo)輪112在機(jī)身內(nèi)個微型直流步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動下，分別沿三條扣軌23色溫階梯狀底軌231上滾動向上，過程中各滾輪1122由扣柱232卡扣住，避免了安防機(jī)器人1在爬樓過程中受重力影響沖高回落。當(dāng)安防機(jī)器人1到達(dá)第二導(dǎo)引柱22處，實現(xiàn)了安防機(jī)器人1從一樓爬至二樓的過程。同時，彈出機(jī)構(gòu)令爬樓導(dǎo)輪112收起。而逆向上述過程，則可以實現(xiàn)安防機(jī)器人1從二樓下至1樓的過程。

本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于上述實施例，任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。