可变换叶轮式爬楼机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种可变换叶轮式爬楼机器人，包括机身和运动机构，运动机构包括减速电机、传动轴和四个行星轮系，四个行星轮系分别两两对称设置在机身两侧，减速电机设置在机身内部与传动轴连接，传动轴通过链条与行星轮系连接；减速电机带动传动轴驱动行星轮系，利用行星轮系的太阳轮正转和反转时行星轮运动轨迹的不同，实现叶片运动姿态的不同，通过控制行星轮系太阳轮和行星轮的转差，控制叶片的弧形杆的运动姿态，使机器人可以在一定范围尺寸变化的楼梯上爬行，并可以在连续爬楼和平地行走功能之间快速转换，可以作为一个无障碍平稳移动平台，机动灵活的平稳运动，安全可靠。
【专利说明】可变换叶轮式爬楼机器人
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机器人，具体是一种可变换叶轮式爬楼机器人。
【背景技术】
[0002]目前，国内有一些实现爬楼功能的机器人，例如哈工大设计的机器人，在行星轮系中安装6个电机，通过PIG编码实现信号的反馈调节，保证行星轮与三角板的稳步同步，实现爬楼梯与走平地的自如变化，但其通过电机驱动功耗大，编码器故障率也较高，不易广泛推广，而其他一些爬楼机器人，在实现爬楼功能和走平地功能时的转换过程也都相对比较复杂。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提供一种可变换叶轮式爬楼机器人，实现连续爬楼与平地行走功能快速自由转换。
[0004]本实用新型为了实现上述目的所采用的技术方案是:一种可变换叶轮式爬楼机器人，包括机身和运动机构，其特征在于:运动机构包括减速电机、传动轴和四个行星轮系，所述四个行星轮系分别两两对称设置在机身两侧，所述减速电机设置在机身内部与所述传动轴连接，所述传动轴通过链条与行星轮系连接；所述减速电机带动所述传动轴驱动所述行星轮系；
[0005]所述行星轮系包括轮轴、轮轴座、行星轮、叶片、三角板、太阳轮和链轮，所述轮轴通过轮轴座与机身连接，轮轴顶端有方形杆，所述太阳轮和三角板中间设置方形槽，通过所述轮轴顶端的方形杆固定在所述轮轴上，所述三角板三个角上分别铰接行星轮，所述太阳轮与所述行星轮的齿轮啮合，所述叶片与所述行星轮固连，所述叶片的外缘为弧形杆；所述链轮与所述三角板固连，并通过链条与传动轴连接。
[0006]本实用新型的有益效果是:可变换叶轮式爬楼机器人可以在一定范围尺寸楼梯上连续爬行，并可以在连续爬楼和平地行走功能之间快速转换，可以作为一个无障碍平稳移动平台，机动灵活的平稳运动，安全可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的结构示意图。
[0008]图2是本实用新型平地行走时行星轮系的状态示意图。
[0009]图3是本实用新型爬楼时行星轮系的状态示意图。
[0010]图中1、机身；2、减速电机；3、传动轴；4、轮轴；5、轮轴座；6、行星轮；7、叶片；8、三角板；9、太阳轮；10、链轮；11、方形杆；12、方形槽；13、弧形杆。
【具体实施方式】
[0011]一种可变换叶轮式爬楼机器人，包括机身I和运动机构，如图1所示，运动机构包括减速电机2、传动轴3和四个行星轮系，所述四个行星轮系分别两两设置在机身I两侧，所述减速电机2设置在机身I内部与所述传动轴3连接，所述传动轴3通过链条与行星轮系连接；所述减速电机2带动所述传动轴3驱动所述行星轮系；行星轮系包括轮轴4、轮轴座
5、行星轮6、叶片7、三角板8、太阳轮9和链轮10，所述轮轴4通过轮轴座5与机身I连接，轮轴4顶端有方形杆11,太阳轮9和三角板8中间设置方形槽12,通过轮轴4顶端的方形杆11固定在所述轮轴4上，实现太阳轮9和三角板8的同步运动，三角板8三个角上分别铰接行星轮6，如图2和3所示，太阳轮9的轮齿与三个行星轮6的轮齿部分啮合，叶片7与行星轮6固连，叶片7的外缘为弧形杆13，链轮10与三角板8固连，并通过链条与传动轴3连接。
[0012]本实用新型利用太阳轮9正转和反转时行星轮6运动轨迹的不同，实现叶片7运动姿态的不同，通过控制行星轮系太阳轮9和行星轮6的转差，控制叶片7的弧形杆13的运动姿态，使机器人可以在一定范围尺寸变化的楼梯上爬行。
[0013]本实用新型中减速电机2提供动力，通过齿轮传动，带动传动轴3旋转，传动轴3再通过链条连接链轮10带动行星轮系旋转，驱动机器人运动，当机器人向前运动时，由于地面摩擦力对叶片上的弧形杆作用，三个行星轮固连的叶片互成120度，如图2所示，三个叶片上的弧形杆构成一个圆轮，这样机器人就可以平稳向前移动；当机器人向后运动时，借助地面摩擦力，行星轮和太阳轮相对转动，三个行星轮固连的叶片运动至互成60度，如图3所示，三个叶片上的弧形杆形成一个叶轮。这样圆轮和叶轮的自由转换，实现了本实用新型可以在连续爬楼和平地行走功能之间快速转换。
【权利要求】
1.一种可变换叶轮式爬楼机器人，包括机身和运动机构，其特征在于:运动机构包括减速电机、传动轴和四个行星轮系，所述四个行星轮系分别两两对称设置在机身两侧，所述减速电机设置在机身内部与所述传动轴连接，所述传动轴通过链条与行星轮系连接；所述减速电机带动所述传动轴驱动所述行星轮系；所述行星轮系包括轮轴、轮轴座、行星轮、叶片、三角板、太阳轮和链轮，所述轮轴通过轮轴座与机身连接，轮轴顶端有方形杆，所述太阳轮和三角板中间设置方形槽，通过所述轮轴顶端的方形杆固定在所述轮轴上，所述三角板三个角上分别铰接行星轮，所述太阳轮与所述行星轮的齿轮啮合，所述叶片与所述行星轮固连，所述叶片的外缘为弧形杆；所述链轮与所述三角板固连，并通过链条与传动轴连接。
【文档编号】B62D57/02GK203793466SQ201420085626
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】许健非, 程珂, 赵丽琴, 刘娜, 程帅, 张忠阁, 吴文轩, 赵泽敏, 刘芳 申请人:中北大学