可變換葉輪式爬樓機器人制造技術

本實用新型專利技術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，控制葉片的弧形桿的運動姿態，使機器人可以在一定范圍尺寸變化的樓梯上爬行，并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。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
可變換葉輪式爬樓機器人
本技術涉及一種機器人，具體是一種可變換葉輪式爬樓機器人。
技術介紹
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復雜。
技術實現思路
本技術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。本技術為了實現上述目的所采用的技術方案是:一種可變換葉輪式爬樓機器人，包括機身和運動機構，其特征在于: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，輪軸頂端有方形桿，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桿固定在所述輪軸上，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桿；所述鏈輪與所述三角板固連，并通過鏈條與傳動軸連接。本技術的有益效果是:可變換葉輪式爬樓機器人可以在一定范圍尺寸樓梯上連續爬行，并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。【附圖說明】圖1是本技術的結構示意圖。圖2是本技術平地行走時行星輪系的狀態示意圖。圖3是本技術爬樓時行星輪系的狀態示意圖。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、方形桿；12、方形槽；13、弧形桿?！揪唧w實施方式】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頂端有方形桿11,太陽輪9和三角板8中間設置方形槽12,通過輪軸4頂端的方形桿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的外緣為弧形桿13，鏈輪10與三角板8固連，并通過鏈條與傳動軸3連接。本技術利用太陽輪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的弧形桿13的運動姿態，使機器人可以在一定范圍尺寸變化的樓梯上爬行。本技術中減速電機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，由于地面摩擦力對葉片上的弧形桿作用，三個行星輪固連的葉片互成120度，如圖2所示，三個葉片上的弧形桿構成一個圓輪，這樣機器人就可以平穩向前移動；當機器人向后運動時，借助地面摩擦力，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，三個葉片上的弧形桿形成一個葉輪。這樣圓輪和葉輪的自由轉換，實現了本技術可以在連續爬樓和平地行走功能之間快速轉換。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可變換葉輪式爬樓機器人，包括機身和運動機構，其特征在于：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，輪軸頂端有方形桿，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桿固定在所述輪軸上，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桿；所述鏈輪與所述三角板固連，并通過鏈條與傳動軸連接。

【技術特征摘要】
1.一種可變換葉輪式爬樓機器人，包括機身和運動機構，其特征在于: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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：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(專利權)人：中北大學，
類型：新型
國別省市：山西;14