本发明涉及移动装置技术领域，具体涉及全地型载人机器人及上下台阶方法。
背景技术：
目前，轮椅是年老体弱者以及下肢伤残者必不可少的代步工具，采用轮式运动形式，只能在平地上行走，而不能跨越像台阶、门槛这样的障碍，更不能攀爬台阶，因此乘坐轮椅人员的活动范围受到很大的限制。居住在无电梯楼房的轮椅使用者无法上下台阶，影响其外出参加社会活动。我国已快速进入老龄化社会，老年人出行问题愈加突出。
技术实现要素：
为了克服现有的轮椅在上下台阶梯时存在的困难，本发明提供一种全地型载人机器人及上下台阶方法。
本发明是这样实现的，全地型载人机器人，由轮椅主体和行走机构组成，所述行走机构包括底座组件、传动组件，以及对称设置的履带机构和前轮机构，所述底座组件通过传动组件驱动履带机构运作；
所述底座组件包括底座支架、轮轴减速电机、履带减速电机、轮轴、主轴承座和轮毂电机；所述轮轴减速电机和所述履带减速电机并列安装在底座支架上部，所述轮轴通过主轴承座固定安装在底座支架前部，所述轮毂电机安装在底座支架的后端下部；所述轮椅主体悬挂安装在底座支架上，轮椅主体上部后侧设有与底座支架相连接的液压缓冲器；
所述传动组件包括轮轴减速齿轮、履带减速齿轮、固定套管、活动套管、轮轴齿轮和履带齿轮；所述固定套管安装在轮轴中间，所述活动套管安装在轮轴两端；所述轮轴减速电机通过轮轴减速齿轮与固定安装在固定套管上的轮轴齿轮相连接，当轮轴减速电机运行时，所述轮轴减速齿轮和轮轴齿轮带动轮轴转动，进而控制轮轴连同履带机构和底座支架之间的相对旋转角度；所述履带减速电机通过履带减速齿轮与固定安装在活动套管上的履带齿轮相连接，当履带减速电机运行时，所述履带减速齿轮和履带齿轮带动活动套管转动；
所述履带机构包括履带内侧板、履带外侧板和大带轮，所述大带轮固定连接在活动套管上，所述大带轮通过活动套管与履带齿轮固定连接，所述活动套管带动固定连接在活动套管上的大带轮转动；所述前轮机构通过固定套管固定连接在所述履带外侧板的外侧以及轮轴的端头；所述履带内侧板和履带外侧板通过侧板轴承座与活动套管相连接，所述履带内侧板和履带外侧板的后部中间通过小带轮轴连接，所述小带轮轴上套装有小带轮，所述履带内侧板和履带外侧板之间的上部和下部固定安装有滑板，所述同步带绕过大带轮、小带轮和滑板外侧；所述大带轮带动小带轮以及同步带转动。
进一步的，所述前轮机构包括轮支架、端盖、大挡圈、支撑轮和把手，所述轮支架以及套装在轮支架中的端盖通过大挡圈及螺栓固定安装在履带外侧板上，所述大挡圈的中心通过螺栓固定连接在轮轴的端头；当轮轴转动时，固定连接在轮轴两端的履带外侧板连同整个履带机构也随同一起绕轮轴转动；所述把手铰接在轮支架中部前端，所述轮支架中间设置有销孔，所述端盖上设置有下定位孔和后定位孔，且均与销孔相对应，所述销孔中放置有定位销以及定位销底端连接的弹簧，所述定位销的底端通过拉线与把手相连接，通过触动把手使拉线将定位销下拉脱离下定位孔，然后随着轮支架旋转和弹簧的弹力作用下，定位销插入后定位孔中。
进一步的，所述轮支架上设置有滑轮，所述拉线绕过滑轮。
进一步的，所述履带内侧板和履带外侧板的上部对称设置有台沿缺口；在下台阶时，所述同步带被台阶边沿压陷到所述台沿缺口中。
进一步的，所述全地型载人机器人的上下台阶方法，包括上台阶过程和下台阶过程，其中：
（一）上台阶过程步骤为：
第1.1步：当乘坐者操作全地型载人机器人行走到达上台阶梯处时，操作轮轴减速电机使履带机构绕轮轴向后下方旋转着地，进而轮毂电机处于离开地面状态，操作轮毂电机停止运行，同时操作履带减速电机使大带轮带动同步带向前行走；当前轮机构的把手触碰到第一个台阶时，拉线将定位销下拉脱离下定位孔，随着把手在台阶的继续触碰下，轮支架被迫旋转，此时前轮机构处于无支撑力状态；继续操作履带减速电机使大带轮带动同步带开始爬楼；
第1.2步：当爬楼至最后一个台沿时操作把手，使拉线将定位销下拉脱离后定位孔，此时前轮机构接触到地面；随着履带机构向前上方爬楼，且在轮支架在重力作用下旋转，定位销在弹簧的弹力作用下插入下定位孔中，此时前轮机构处于固定着地状态；随后操作轮轴减速电机使履带机构绕轮轴向后上方旋转离开地面，此时操作履带减速电机使大带轮停止带动同步带向前行走；此时轮毂电机处于着地状态，同时操作轮毂电机开始运行，进而使全地型载人机器人向前行走；
（一）上台阶过程步骤为：
第2.1步：当乘坐者操作全地型载人机器人行走到下台阶梯处，操作轮轴减速电机使履带机构绕轮轴向上往前下方旋转着地，同时操作履带减速电机使大带轮带动同步带向前行走；当大带轮行至第一个台沿时，同步带被第一个台沿压陷到台沿缺口中，此时履带机构连同同步带绕轮轴向前下方旋转至第二个台沿上，然后操作轮轴减速电机使底座支架绕轮轴向前下方旋转，直至轮毂电机稍高于同步带下表面，进而下台阶时轮毂电机不会与台阶发生碰撞；继续操作履带减速电机使大带轮带动同步带开始下台阶；
第2.2步：当下台阶至最后一个台沿时，操作轮轴减速电机使履带机构绕轮轴向前上方旋转，直到同步带全部着地；当轮毂电机离开台阶后，操作轴减速电机使履带机构绕轮轴向上往后上方旋转，然后轮毂电机和前轮机构也随着慢慢着地；然后，操作轮毂电机开始运行，进而使全地型载人机器人向前行走。
本发明的有益效果是：
1.通过将轮椅主体悬挂安装在底座支架上，使轮椅主体在行走和上下台阶时都处于一个状态，保证了乘坐者的安全；通过在轮椅主体上部后侧安装液压缓冲器与底座支架相连接，极大地减轻了轮椅的振动，保证了乘坐者的舒适；
2.轮轴减速电机通过轮轴减速齿轮与固定安装在固定套管上的轮轴齿轮相连接，当轮轴减速电机运行时，所述轮轴减速齿轮和轮轴齿轮带动轮轴转动，进而控制轮轴连同履带机构和底座支架之间的相对旋转角度，这样在切换上下台阶和平地行走的各种状态时，调整行走动力的来源；
3.通过触动把手使拉线将定位销下拉脱离下定位孔（或后定位孔），然后随着轮支架旋转和弹簧的弹力作用下，定位销插入后定位孔（下定位孔）中，这样可以调整前轮机构在需要的位置，为上台阶或下台阶前做好准备；
4.通过在履带内侧板和履带外侧板的上部对称设置台沿缺口；在下台阶时，同步带被台阶边沿压陷到台沿缺口中，这样全地型载人机器人在下台阶时，能够同步带在有足够的支撑面的前提下，使履带机构连同同步带绕轮轴向前下方旋转至第二个台沿上；
5.本发明设计新颖，行走平稳，乘坐舒适，爬楼安全可靠。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的俯视图；
图3是履带机构的结构示意图；
图4是履带机构的内部结构示意图；
图5是前轮机构的结构示意图；
图6是前轮机构的分解示意图；
图7是前轮机构的剖面示意图；
图8是上台阶的状态转换示意图；
图9是下台阶的状态转换示意图。
附图中：1、底座支架，111、轮轴减速电机，112、履带减速电机，12、轮轴，13、主轴承座，14、轮毂电机，211、轮轴减速齿轮，212、履带减速齿轮，22、固定套管，23、活动套管，24、轮轴齿轮，25、履带齿轮，31、侧板轴承座，32、履带内侧板，33、履带外侧板，331、台沿缺口，34、小带轮轴，35、大带轮，36、小带轮，37、同步带，38、滑板，41、轮支架，42、端盖，43、大挡圈，44、支撑轮，45、把手，51、拉线，52、滑轮，53、销孔，54、定位销，55、弹簧，56、下定位孔，57、后定位孔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：
如图1-7所示，全地型载人机器人，由轮椅主体和行走机构组成，行走机构包括底座组件、传动组件，以及对称设置的履带机构和前轮机构，底座组件通过传动组件驱动履带机构运作；
底座组件包括底座支架1、轮轴减速电机111、履带减速电机112、轮轴12、主轴承座13和轮毂电机14；两台轮轴减速电机111分别安装在底座支架1的两侧，一台履带减速电机112安装在底底支架1的中间，两台轮轴减速电机111和履带减速电机112并列安装在底座支架1上部，轮轴12通过主轴承座13固定安装在底座支架1前部，轮毂电机14安装在底座支架1的后端下部；轮椅主体悬挂安装在底座支架1上，轮椅主体上部后侧设有与底座支架1相连接的液压缓冲器；
传动组件包括轮轴减速齿轮211、履带减速齿轮212、固定套管22、活动套管23、轮轴齿轮24和履带齿轮25；固定套管22安装在轮轴12中间，活动套管23安装在轮轴12两端；轮轴减速电机111通过轮轴减速齿轮211与固定安装在固定套管22上的轮轴齿轮24相连接，当轮轴减速电机111运行时，轮轴减速齿轮211和轮轴齿轮24带动轮轴12转动，进而控制轮轴12连同履带机构和底座支架1之间的相对旋转角度；履带减速电机112通过履带减速齿轮212与固定安装在活动套管23上的履带齿轮25相连接，当履带减速电机112运行时，履带减速齿轮212和履带齿轮25带动活动套管23转动；
履带机构包括履带内侧板32、履带外侧板33和大带轮35，大带轮35固定连接在活动套管23上，大带轮35通过活动套管23与履带齿轮25固定连接，活动套管23带动固定连接在活动套管23上的大带轮35转动；前轮机构通过固定套管22固定连接在履带外侧板33的外侧以及轮轴12的端头。
履带内侧板32和履带外侧板33通过侧板轴承座31与活动套管23相连接，履带内侧板32和履带外侧板33的后部中间通过小带轮轴34连接，小带轮轴34上套装有小带轮35，履带内侧板32和履带外侧板33之间的上部和下部固定安装有滑板38，同步带37绕过大带轮35、小带轮36和滑板38外侧；大带轮35带动小带轮36以及同步带37转动。
前轮机构包括轮支架41、端盖42、大挡圈43、支撑轮44和把手45，轮支架41以及套装在轮支架41中的端盖42通过大挡圈43及螺栓固定安装在履带外侧板33上，大挡圈43的中心通过螺栓固定连接在轮轴12的端头；当轮轴12转动时，固定连接在轮轴12两端的履带外侧板33连同整个履带机构也随同一起绕轮轴12转动；把手45铰接在轮支架41中部前端，轮支架41中间设置有销孔53，端盖42上设置有下定位孔56和后定位孔57，且均与销孔53相对应，销孔53中放置有定位销54以及定位销54底端连接的弹簧55，定位销54的底端通过拉线51与把手45相连接，通过触动把手45使拉线51将定位销53下拉脱离下定位孔56，然后随着轮支架41旋转和弹簧55的弹力作用下，定位销53插入后定位孔57中。
轮支架41上设置有滑轮52，拉线51绕过滑轮52；履带内侧板32和履带外侧板33的上部对称设置有台沿缺口331；在下台阶时，同步带37被台阶边沿压陷到台沿缺口331中。
本发明的全地型载人机器人的上下台阶方法，包括上台阶过程和下台阶过程，其中：
（一）如图8所示上台阶过程步骤为：
第1.1步：当乘坐者操作全地型载人机器人行走到达上台阶梯处时，操作轮轴减速电机111使履带机构绕轮轴12向后下方旋转着地，进而轮毂电机14处于离开地面状态，操作轮毂电机14停止运行，同时操作履带减速电机112使大带轮35带动同步带37向前行走；当前轮机构的把手45触碰到第一个台阶时，拉线51将定位销53下拉脱离下定位孔56，随着把手45在台阶的继续触碰下，轮支架41被迫旋转，此时前轮机构处于无支撑力状态；继续操作履带减速电机112使大带轮35带动同步带37开始爬楼；
第1.2步：当爬楼至最后一个台沿时操作把手45，使拉线51将定位销53下拉脱离后定位孔56，此时前轮机构接触到地面；随着履带机构向前上方爬楼，且在轮支架41在重力作用下旋转，定位销53在弹簧55的弹力作用下插入下定位孔57中，此时前轮机构处于固定着地状态；随后操作轮轴减速电机111使履带机构绕轮轴12向后上方旋转离开地面，此时操作履带减速电机112使大带轮35停止带动同步带37向前行走；此时轮毂电机14处于着地状态，同时操作轮毂电机14开始运行，进而使全地型载人机器人向前行走；
（一）如图9所示上台阶过程步骤为：
第2.1步：当乘坐者操作全地型载人机器人行走到下台阶梯处，操作轮轴减速电机111使履带机构绕轮轴12向上往前下方旋转着地，同时操作履带减速电机112使大带轮35带动同步带37向前行走；当大带轮35行至第一个台沿时，同步带37被第一个台沿压陷到台沿缺口331中，此时履带机构连同同步带绕轮轴12向前下方旋转至第二个台沿上，然后操作轮轴减速电机111使底座支架1绕轮轴12向前下方旋转，直至轮毂电机14稍高于同步带37下表面，进而下台阶时轮毂电机14不会与台阶发生碰撞；继续操作履带减速电机112使大带轮35带动同步带37开始下台阶；
第2.2步：当下台阶至最后一个台沿时，操作轮轴减速电机111使履带机构绕轮轴12向前上方旋转，直到同步带37全部着地；当轮毂电机14离开台阶后，操作轴减速电机111使履带机构绕轮轴12向上往后上方旋转，然后轮毂电机14和前轮机构也随着慢慢着地；然后，操作轮毂电机14开始运行，进而使全地型载人机器人向前行走。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为在本发明的保护范围之内。