本发明涉一种智能攀爬机器人用制动交换机构，属机器人技术领域。
背景技术：
目前在诸如攀爬机器人、步进机器人及步进运行设备中，为了提高设备运行稳定性和控制精度，均需要为这类设备配备用于对设备运行状态进行控制的制动机构，当前这类设备所使用的制动设备往往均采用的基于制动片、制动瓦等机构实现的，在运行过程中，虽然可以有效满足进行制动作业的需要，但在制动过程中均会不同程度存在制动力输出稳定性差，制动响应精度差、制动时运行能耗高，且制动力保持能力差，从而导致当前的这类设备运行控制精度和可靠性受到较大的影响，除此之外，为了提高制动控制精度等要求，往往需要导致当前所使用的制动机构的结构复杂、生产及使用维护成本较高且劳动强度大，工作效率低下，因此针对这一现象，迫切需要开发一种全新的攀爬机器人、步进机器人及步进运行设备专用的低成本、高精度制动装置，以满足实际使用的需要，并创造出极大的社会效益和经济效益。
技术实现要素：
为了解决现有分类技术上的一些不足，本发明提供一种智能攀爬机器人用制动交换机构。
为了实现上面提到的效果，提出了一种智能攀爬机器人用制动交换机构，其包括以下步骤：
一种智能攀爬机器人用制动交换机构，包括承载机架、棘齿、棘爪、推拉杆、电磁铁、承压弹簧、复位弹簧、压力传感器、转速传感器及控制系统，其中承载机架包括底板和支撑板，支撑板至少两个，安装在底板上端面并与底板上端面垂直分布，各支撑板上均设透孔并同轴分布，推拉杆通过透孔与支撑板相互滑动连接，且推拉杆轴线与底板上表面垂直分布并与支撑板垂直分布，推拉杆末端与电磁铁相互连接，侧表面与棘爪末端铰接，且棘爪轴线与推拉杆轴线呈30°—120°夹角，棘爪、电磁铁及控制系统均安装在底板上，其中控制系统分别与电磁铁、压力传感器、转速传感器电气连接，棘爪至少一个，沿推拉杆轴线方向均布且末端与推拉杆铰接，棘爪另通过转台机构与底板相互铰接，且转台机构轴线与底板垂直分布，与棘爪末端距离为棘爪总长度的1/5—1/3，棘爪前端与棘齿相抵，棘齿为圆盘状结构，棘齿上设定位孔并通过定位孔包覆在行走机构的传动轴上，并与行走机构的传动轴同轴分布，承压弹簧至少一个，其末端与底板相互连接，前端与棘爪侧端面相抵，且承压弹簧轴线与棘爪轴线呈30°—90°夹角，复位弹簧至少一条，包覆在推拉杆外并位于相邻两个支撑板之间位置，并与推拉杆同轴分布，其中复位弹簧前端通过定位环与推拉杆外表面相互连接，后端面与靠近推拉杆后端的支撑板相抵，压力传感器至少两个，且其中至少一个位于棘爪与棘齿接触面位置，另至少一个位于复位弹簧与支撑板间接触面，转速传感器通过连接轴与棘齿相互连接，且连接轴末端与转速传感器连接，前端与棘齿的定位孔相互连接，连接轴分别与转速传感器和棘齿同轴分布。
进一步的，所述的底板另均布至少四个定位螺孔，各定位螺孔环绕底板轴线均布。
进一步的，所述的棘爪和推拉杆均设预应力断裂槽，且所述的断裂槽深度均为棘爪和推拉杆直径的1/5—1/3。
进一步的，所述的断裂槽横断面为“v”字型、矩形及倒置的梯形结构中的任意一种
进一步的，所述的推拉杆与电磁铁间通过铰链机构相互铰接。
进一步的，所述的推拉杆与透孔间通过轴套相互滑动连接，所述的轴套嵌于透孔内，并与透孔孔壁相互连接，且所述的轴套两端超出支撑板侧表面0—20毫米。
进一步的，所述的定位环包括环体、定位螺栓，其中所述的环体为与推拉杆同轴分布的闭合环状结构并包覆在推拉杆外，所述的环体直径为复位弹簧直径的1.5—2.5倍，所述的定位螺栓至少三个，通过螺纹安装在环体上并环绕环体轴线均布，且各定位螺栓前端均与推拉杆外表面相抵，并与推拉杆间相互垂直分布。
进一步的，所述的定位螺栓前端面与推拉杆外表面间通过弹性垫块相互连接。
进一步的，所述的控制系统包括数据处理单元、驱动单元及数据通讯单元，其中所述的驱动单元分别与数据处理单元、数据通讯单元、电磁铁、压力传感器、转速传感器电气连接。
进一步的，所述的数据通讯单元包括至少一个串口通讯端子和至少一个无线通讯端子。
制动交换机构有两个，分布在u型机架两侧下部。
本发明结构较简单，生产制备工艺简单，成本低廉，通用性好，且运行及维护作业的难度小，成本也相对低廉，同时另具有制动力输出稳定，制动力保持能力好，可有效的提高制动作业的可靠性，同时在进行制动过程中，另具有制动精度高，控制精确的能力且制动控制响应迅速的特点，可有效的提高制动作业的可靠性和精度，从而有效提高设备运行时控制的精度，除此之外，在进行制动作业过程中，运行能耗低廉，可有效的降低制动作业的运行能耗。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明结构示意图；
图2为棘齿结构示意图；
图3为控制系统电气原理结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1—3所述的一种智能攀爬机器人用制动交换机构，包括承载机架1、棘齿2、棘爪3、推拉杆4、电磁铁5、承压弹簧6、复位弹簧7、压力传感器8、转速传感器9及控制系统10，其中承载机架1包括底板101和支撑板102，支撑板102至少两个，安装在底板101上端面并与底板101上端面垂直分布，各支撑板102上均设透孔103并同轴分布，推拉杆4通过透孔103与支撑板102相互滑动连接，且推拉杆4轴线与底板101上表面垂直分布并与支撑板102垂直分布，推拉杆4末端与电磁铁5相互连接，侧表面与棘爪3末端铰接，且棘爪3轴线与推拉杆轴4线呈30°—120°夹角，棘爪3、电磁铁5及控制系统10均安装在底板101上，其中控制系统10分别与电磁铁5、压力传感器8、转速传感器9电气连接，棘爪3至少一个，沿推拉杆4轴线方向均布且末端与推拉杆4铰接，棘爪3另通过转台机构11与底板101相互铰接，且转台机构11轴线与底板101垂直分布，与棘爪3末端距离为棘爪3总长度的1/5—1/3，棘爪3前端与棘齿2相抵，棘齿2为圆盘状结构，棘齿2上设定位孔12并通过定位孔12包覆在行走机构的传动轴13上，并与行走机构的传动轴13同轴分布，承压弹簧6至少一个，其末端与底板101相互连接，前端与棘爪3侧端面相抵，且承压弹簧6轴线与棘爪3轴线呈30°—90°夹角，复位弹簧7至少一条，包覆在推拉杆4外并位于相邻两个支撑板102之间位置，并与推拉杆4同轴分布，其中复位弹簧7前端通过定位环14与推拉杆4外表面相互连接，后端面与靠近推拉杆4后端的支撑板102相抵，压力传感器8至少两个，且其中至少一个位于棘爪3与棘齿2接触面位置，另至少一个位于复位弹簧7与支撑板102间接触面，转速传感器9通过连接轴15与棘齿2相互连接，且连接轴15末端与转速传感器9连接，前端与棘齿2的定位孔12相互连接，连接轴15分别与转速传感器9和棘齿2同轴分布。
本实施例中，所述的底板101另均布至少四个定位螺孔104，各定位螺孔104环绕底板轴线均布。
本实施例中，所述的棘爪3和推拉杆4均设预应力断裂槽16，且所述的断裂槽16深度均为棘爪3和推拉杆4直径的1/5—1/3。
本实施例中，所述的断裂槽16横断面为“v”字型、矩形及倒置的梯形结构中的任意一种
本实施例中，所述的推拉杆4与电磁铁5间通过铰链机构相互铰接。
本实施例中，所述的推拉杆4与透孔103间通过轴套17相互滑动连接，所述的轴套17嵌于透孔103内，并与透孔103孔壁相互连接，且所述的轴套17两端超出支撑板102侧表面0—20毫米。
本实施例中，所述的定位环14包括环体141、定位螺栓142，其中所述的环体141为与推拉杆4同轴分布的闭合环状结构并包覆在推拉杆4外，所述的环体141直径为复位弹簧7直径的1.5—2.5倍，所述的定位螺栓142至少三个，通过螺纹安装在环体414上并环绕环体141轴线均布，且各定位螺栓142前端均与推拉杆4外表面相抵，并与推拉杆4间相互垂直分布。
本实施例中，所述的定位螺栓142前端面与推拉杆4外表面间通过弹性垫块143相互连接。
本实施例中，所述的控制系统10包括数据处理单元、驱动单元及数据通讯单元，其中所述的驱动单元分别与数据处理单元、数据通讯单元、电磁铁5、压力传感器8、转速传感器9电气连接。
本实施例中，所述的数据通讯单元包括至少一个串口通讯端子和至少一个无线通讯端子。
制动交换机构有两个，分布在u型机架两侧下部。制动交换机构共有三种状态，一是当机器人在平地行走时，所有的棘爪与棘轮处于分离状态，u型机架上的滚轮可自由转动，其行走的驱动力来自于e型机架上的滚轮及电机。二是当机器人攀爬台阶时，因受电磁铁控制，制动交换机构左侧棘爪和棘轮啮合，u型机架上的滚轮不能后退，机器人只能向左侧运动。三是当机器人下台阶时，制动交换机构右边棘爪和棘轮啮合，左边脱离，u型机架上的滚轮只能后退，机器人可向右侧运动。
本发明结构较简单，生产制备工艺简单，成本低廉，通用性好，且运行及维护作业的难度小，成本也相对低廉，同时另具有制动力输出稳定，制动力保持能力好，可有效的提高制动作业的可靠性，同时在进行制动过程中，另具有制动精度高，控制精确的能力且制动控制响应迅速的特点，可有效的提高制动作业的可靠性和精度，从而有效提高设备运行时控制的精度，除此之外，在进行制动作业过程中，运行能耗低廉，可有效的降低制动作业的运行能耗。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。