[发明专利]一种载人爬楼梯机器人及其爬楼方法

说明书

本发明公开了一种载人爬楼机器人，包括底盘系统、驱动系统、座椅系统、缓冲系统和控制系统；底盘系统包括轨道、链式履带，在底盘上设置有驱动电机；座椅一端铰接在底盘上，另一端与调节螺杆螺纹配合，缓冲系统包括缓冲电机、缓冲丝杠和缓冲支臂，在缓冲支臂上还设置有缓冲轮；所述控制系统用于控制驱动电机、调节电机、缓冲电机的转速和方向。本结构采用链式履带和轨道，运动时阻力小，可以实现平地行走与爬楼梯共为一体，取代轮履机构。上下楼梯时为了防止前后翻仰，设计了平层缓冲系统，缓冲器把爬楼梯机准确接入缓步平台。设置了座椅调节系统，无论楼梯的坡度多大，座椅始终保持水平状态，大大提高了乘坐的舒适性。

技术领域

本发明属于爬楼机械技术领域，具体涉及一种载人爬楼机器人及其爬楼方法。

背景技术

目前中国仍有近一半的城市居民仍住在7层以下没有电梯的建筑，日常出行首先要面对爬楼的问题。对于青壮年来说，负担不大，而对于老年人或特殊人群，则带来极大的不便。

为了应付上述问题，出现了爬楼机器，可带人或轮椅上楼。目前市场的爬楼梯机种类比较多，有轮式的、橡胶履带式的，还有轮履结合式的。但轮式的在上楼的过程中，平衡性差，安全性差，且乘坐的舒适性差，容易造成轮椅上的人员从轮椅上掉落，需要专人陪护下才能进行爬楼，从而增加了人力消耗。橡胶履带式的以及轮履结合式的的爬楼设备，体积较大，转弯不方便，且在平地时的速度过低，导致其功能性单一。

发明内容

本发明的目的是提供一种载人爬楼机器人及其爬楼方法，以解决现有技术中的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种载人爬楼机器人，其特征在于：包括底盘系统、驱动系统、座椅系统、缓冲系统和控制系统；所述底盘系统包括轨道、设置在轨道外侧的链式履带，底盘通过减震器与轨道相配合；在底盘上设置有驱动电机，所述驱动电机通过驱动轴和驱动齿轮与链式履带相配合；所述座椅系统包括座椅，座椅一端铰接在底盘上，另一端与调节螺杆螺纹配合，调节螺杆的另一端铰接在座椅调节电机的输出端；所述缓冲系统包括缓冲电机、缓冲丝杠和缓冲支臂，所述缓冲支臂为弧形，一端铰接在底盘上，缓冲电机通过缓冲电机支架固定在底盘上，缓冲丝杠的一端与缓冲支臂中部旋接，缓冲丝杠还与缓冲电机相配合，在缓冲支臂上还设置有缓冲轮；所述控制系统用于控制驱动电机、调节电机、缓冲电机的转速和方向。

进一步的：还包括电瓶，所述电瓶分别与驱动电机、调节电机、缓冲电机电性连接。

进一步的：所述轨道一端为向上的弧形，在轨道的周向设置有滑槽，所述链式履带滑接在滑槽内，在轨道的端部还设置有用于调节链式履带松紧的张力器。

进一步的：所述链式履带包括链节和链轴，在链节上间隔设置有“凵”形的链板，在链板上铆接有橡胶履带脚，所述链轴的两端设置有轴承，轴承与轨道上的凹槽相配合。

进一步的：所述减震器包括固定芯轴，在固定芯轴上套设有减震弹簧，所述底盘上设置有多个耳部，耳部套设在固定芯轴外侧且位于减震弹簧上端，并与固定芯轴滑接配合。

本发明还提供了一种载人爬楼机器人的爬楼方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1，判断爬楼机器人的状态，上楼进行步骤2，下楼进行步骤3；

步骤2，将后端对准楼梯，履带运行，后端履带与楼梯接触并上升，带动水平部分与楼梯接触，此时，座椅调节电机动作，带动调节螺杆转动，使座椅处于水平状态；爬楼机器人爬至楼梯终端时，后端悬空，此时缓冲电机启动，带动缓冲丝杠动作，进而带动缓冲支臂伸出，并与地面接触，且在爬楼机器人上升过程中始终与地面接触，直到爬楼机器人重心超过楼梯位置，缓慢收起缓冲支臂，使履带处于水平状态，此时，座椅调节电机同时动作，带动调节螺杆转动，使座椅处于水平状态，完成上楼梯过程；