楼梯自主越障轮制造技术

本发明专利技术公开了一种楼梯自主越障轮，其主要通过控制部件控制直流变频电机的开启，以智能化地驱动各驱动轮适时进行交替转动，以使得整个楼梯自主越障轮自主行走；当遇到障碍物时，通过控制部件控制继电器进行电磁推杆的伸出、直至与地面接触并继续伸长直至将整个楼梯自主越障轮顶起进行逆时针翻转以越过障碍物。本发明专利技术的楼梯自主越障轮完全具备自主越障功能，其结构简单且合理、受力平衡，具备较好的行走的灵活性及越障功能的智能化；整个楼梯自主越障轮工作的稳定性与可靠性好，控制方式简单、制造成本低廉，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种楼梯自主越障轮，其主要通过控制部件控制直流变频电机的开启，以智能化地驱动各驱动轮适时进行交替转动，以使得整个楼梯自主越障轮自主行走；当遇到障碍物时，通过控制部件控制继电器进行电磁推杆的伸出、直至与地面接触并继续伸长直至将整个楼梯自主越障轮顶起进行逆时针翻转以越过障碍物。本专利技术的楼梯自主越障轮完全具备自主越障功能，其结构简单且合理、受力平衡，具备较好的行走的灵活性及越障功能的智能化；整个楼梯自主越障轮工作的稳定性与可靠性好，控制方式简单、制造成本低廉，使用寿命长。【专利说明】楼梯自主越障轮
本专利技术涉及一种楼梯越障装置，尤其涉及一种楼梯自主越障轮。
技术介绍
探测车或者其他移动侦测移动平台的路面通过能力和越障水平在一定程度上决定了其工作区域的大小，也对其在复杂环境下的工作性能有着较大的影响。尤其是对于楼宇内部的消防机器人和探测机器人等，对于爬楼梯等功能有着一定的需求，因此对越障机构，尤其是爬楼梯装置的研究具有一定的意义。目前，国内外对越障机构的研究较多，但集中在以下两种类型:一种是履带式的行走机构，主要是利用了履带的良好路面通过能力。但是该类行走机构，其一方面，存在重量较大，体积也较为庞大等不足；另一方面，对于通过坡度较陡或者的体型较大的障碍物时，其平衡性、稳定性较差，也容易出现翻车。另一种是采用三角轮的爬楼机构，该装置使用较为方便。但是在使用过程中，需要人力等外力推动，不能实现自主驱动。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种结构简单、受力平衡，具备较好的行走的灵活性及越障功能的智能化楼梯自主越障轮。本专利技术为实现上述目的需要解决的技术问题是，如何进行结构上的改进和控制方式的匹配选择，以使得楼梯梯自主越障轮在自动控制的基础上具备较好的稳定性、平衡性和自主翻越楼梯台阶、自动转向以及平稳行走的技术问题。本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案是，一种楼梯自主越障轮，其特征在于，包括支架、第一驱动轮、第二驱动轮、第三驱动轮、可伸缩的第一电磁推杆、可伸缩的第二电磁推杆和可伸缩的第三电磁推杆；所述支架包括有三个支腿，所述三个支腿的头部共用一个端点，该端点为等边三角形的中心，所述三个支腿的尾部分别位于所述等边三角形的三个顶点位置；每个支腿的尾部边缘处分别设置有通透的轴孔，轴孔的轴线与支腿尾部圆角的轴线同轴，所述第一驱动轮、第二驱动轮和第三驱动轮的输出轴分别成过盈配合固定在其对应的轴孔内；以所述等边三角形的中心为起点，沿相邻两个支腿夹角的角平分线上，在所述支架的同侧平面上分别开设有凹槽；各凹槽内分别安装上述可伸缩的第一电磁推杆、可伸缩的第二电磁推杆和可伸缩的第三电磁推杆；每个驱动轮内均设置有直流变频调速电机、光电信号传感器、压力传感器、电源开关和蓄电池；在正常行驶的时候，所述楼梯自主越障轮与地面接触的第一驱动轮和第二驱动轮上的压力传感器检测到压力，控制部件控制其电源开关接通以驱动所述直流变频调速电机转动，驱动所述第一驱动轮和第二驱动轮进而驱动自主越障轮行走；此时第三驱动轮处于悬空位置，其压力传感器检测到的压力值为零，控制部件控制其电源开关关闭电源以使第三驱动轮处于静止状态；当第一驱动轮前行遇到障碍时，第一驱动轮空转打滑，第一光电信号传感器将信号传输给控制部件，控制部件启动位于第一驱动轮反向延长线的第一电磁推杆伸展出凹槽直至与地面接触并继续伸长直至将整个楼梯自主越障轮顶起进行逆时针翻转以越过障碍物。上述技术方案直接带来的技术效果是，楼梯自主越障轮完全具备自主越障功能，其结构简单且合理、受力平衡，具备较好的行走的灵活性及越障功能的智能化。上述楼梯自主越障轮，一方面，楼梯自主越障轮的主体呈等边三角形对称结构，保证其在正常行走时，始终处于前后两轮着地的状态，其行走过程中的平稳性好；另一方面，其高度智能化，主要表现为，由于引入压力传感器，可以智能化驱动该两个着地轮同时转动，而悬空轮静止；由于引入光电信号传感器，可及时有效检测到楼梯台阶等障碍物，并配合利用电磁推杆的适时伸缩等技术手段，实现了越障轮的智能化、灵活化的翻转越障。作为优选，上述各电磁推杆均为活塞式多级推杆。该优选技术方案直接带来的技术效果是，进一步保证了楼梯自主越障轮工作的灵活性与行走越障的流畅性。进一步优选，上述各凹槽的共用端分别固定设置有三个电磁铁，各电磁推杆靠近各凹槽的共用端的一端分别固定安装有永磁铁；上述各电磁铁分别通过各自的继电器与各自的控制部件连接。该优选技术方案直接带来的技术效果是，控制方式更简单、制造成本更低廉。进一步优选，上述各驱动轮的外壳表面衬胶或者衬塑。该优选技术方案直接带来的技术效果是，各驱动轮表面衬有弹性材质，有利于缓冲冲击，延长各电磁部件和控制部件的使用寿命。综上所述，本专利技术的楼梯自主越障轮具有以下有益效果:楼梯自主越障轮完全具备自主越障功能，其结构简单且合理、受力平衡，具备较好的行走的灵活性及越障功能的智能化；整个楼梯自主越障轮工作的稳定性与可靠性好，控制方式简单、制造成本低廉，使用寿命长。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的楼梯自主越障轮总装结构示意图；图2为本专利技术的楼梯自主越障轮的支架结构示意图；图3为本专利技术的楼梯自主越障轮的电磁推杆结构示意图；图4为本专利技术的楼梯自主越障轮水平行走时的工作状态示意图；图5为本专利技术的楼梯自主越障轮翻转越障时的工作状态示意图；【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术进行详细说明。如图1和图3所示，本专利技术的楼梯自主越障轮，其包括支架1、第一驱动轮、第二驱动轮、第三驱动轮、可伸缩的第一电磁推杆3、可伸缩的第二电磁推杆5和可伸缩的第三电磁推杆9 ；上述支架包括有三个支腿，上述三个支腿的头部共用一个端点，该端点为等边三角形的中心，上述三个支腿的尾部分别位于上述等边三角形的三个顶点位置；每个支腿的尾部边缘处分别设置有通透的轴孔，上述第一驱动轮、第二驱动轮和第三驱动轮的输出轴分别成过盈配合固定在其对应的轴孔内；以上述等边三角形的中心为起点，沿相邻两个支腿夹角的角平分线上，在上述支架的同一平面上分别开设有凹槽；各凹槽内分别安装上述可伸缩的第一电磁推杆3、可伸缩的第二电磁推杆5和可伸缩的第三电磁推杆9 ；每个驱动轮内均设置有直流变频调速电机、压力传感器、电源开关和蓄电池；如图3所示，光电信号传感器安装在支腿靠近端部的位置；第一光电传感器10，第二光电传感器8、第三光电传感器12 ；如图4所示，在正常行驶的时候，所述楼梯自主越障轮与地面接触的第一驱动轮和第二驱动轮上的压力传感器检测到压力，控制部件控制其电源开关接通电源以驱动所述直流变频调速电机转动，驱动所述第一驱动轮和第二驱动轮进而驱动自主越障轮行走；此时第三驱动轮处于悬空位置，第三压力传感器检测到的压力值为零，其控制部件控制其电源开关关闭电源以使第三驱动轮处于静止状态；如图5所示，当第一驱动轮前行遇到障碍时，第一驱动轮空转打滑，第一光电信号传感器10将信号传输给控制部件，控制部件启动位于第一驱动轮反向延长线的第一电磁推杆伸展3出凹槽直至与地面接触并继续伸长直至将整个楼梯自主越障轮顶起进行逆时针翻转以越过障碍物。优选方式之一，上述各电磁推杆均为活塞式多级推杆。优选方式之二，上述各凹槽的共用端分别固定设置有三个电磁铁7，各电磁推杆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙朝阳，李佳奕，肖林京，朱绪力，沈潇，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：