[发明专利]一种轮腿式爬楼梯机器人

说明书

本发明公开了一种轮腿式爬楼梯机器人,涉及爬楼梯机器人的技术领域，包括机身、STM32单片机、转向控制模块、红外探测模块、惯性传感模块、电机驱动及采集模块、远程视频传输模块、显示模块及电源模块，本发明的机器人灵活性机动性高，不需要进行复杂的轨迹设计和步态规划，能够实现快速的爬楼梯。

技术领域

本发明涉及爬楼梯机器人的技术领域，具体涉及一种轮腿式爬楼梯机器人。

背景技术

生活中随处可见楼梯以及阶梯形建筑，一些机器人虽然具有一定的越楼梯障碍的能力，如手臂支撑式机器人具有结构简单，承重能力强，效率高，容易控制，但是由于支撑的手臂是木制品，其环境适应能力还是比较弱的，很难适应现代多样化的楼梯结构，滚轮式的机器人摩檫力比较小，遇到光滑的地板容易打滑，腿式爬楼梯的机器人能克服前两种的缺点，通过调整腿部姿势和加大脚掌的抓地力适应恶劣的环境，但是这种机器人结构比较复杂，内部控制的部件比较多，重心难控制，灵活性机动性较差，需要进行复杂的轨迹设计和步态规划。

针对上述问题，同时为了实现机器人高速稳定的爬楼梯功能，本发明设计了一种轮腿式爬楼梯机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮腿式爬楼梯机器人，以解决现有技术中导致的上述缺陷。

一种轮腿式爬楼梯机器人,包括机身、STM32单片机、转向控制模块、红外探测模块、惯性传感模块、电机驱动及采集模块、远程视频传输模块、显示模块及电源模块；

所述机身上转动连接有转轴一，所述转轴一的两端分别设有前进轮，所述前进轮包括固定盘和轮腿，所述轮腿为“L”型，所述轮腿设有五个并沿固定盘的圆周分布，所述固定盘与转轴一通过螺钉连接，所述电机驱动及采集模块用于驱动前进轮转动并将采集到的转速传输至所述的STM32单片机中，所述红外探测模块设于机身的前端，所述机身的后端设有支撑板，所述支撑板的后端转动连接有转向轮，所述转向控制模块用于驱动转向轮转动，所述STM32单片机安装于机身中，所述电源模块分别给STM32单片机、转向控制模块、红外探测模块、惯性传感模块、电机驱动及采集模块、远程视频传输模块及显示模块供电，所述STM32 单片机分别与转向控制模块、红外探测模块、惯性传感模块、电机驱动及采集模块、远程视频传输模块、显示模块电性连接。

优选的，所述轮腿的材质为铝合金或钛合金，所述轮腿的弯折部上设有一层防滑橡胶。

优选的，所述电机驱动及采集模块包括驱动芯片、直流电机及电机编码器，所述驱动芯片具体采用L293D驱动芯片，所述L293D驱动芯片与STM32单片机的 PWM引脚电性连接，所述直流电机设有两个并对称设于机身上，所述直流电机与 L293D驱动芯片上的电机驱动引脚电性连接，所述直流电机的输出轴均安装有齿轮一，所述转轴一的左右两侧对称设有齿轮二，所述齿轮一与对应的齿轮二之间啮合，所述电机编码器的型号采用E6A2-CW3C，所述电机编码器的输入轴上安装有齿轮三，所述电机编码器通过安装板固定于机身的左侧，所述齿轮三与齿轮一之间啮合，所述电机编码器与STM32单片机电性连接。

优选的，所述红外探测模块包括红外避障传感器，所述外避障传感器设有两个并对称设于机身的左前侧和右前侧，所述红外避障传感器的型号采用 TCRT5000，所述红外避障传感器的输出端与STM32单片机电性连接，所述红外避障传感器包括红外线发射二极管和红外线接收二极管，当机身的前方出现障碍时，从红外发射二级管发出的红外线并照射在障碍上，接着红外线反射至红外线接收二极管中，此时红外避障传感器输出低电平，当机身前方没有障碍时红外避障传感器输出高电平。

优选的，所述转向模块包括舵机，所述转向轮通过转轴二与轮架转动连接，所述轮架的顶部固定有转轴三，所述转轴三与支撑板转动连接，所述舵机固定于支撑板的尾部，所述舵机的型号采用DS3218mg，所述舵机的输出轴通过连接板与转轴三固定连接，所述舵机与L293D驱动芯片上的舵机驱动引脚电性连接。