移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)，由承重結(jié)構(gòu)、抬升結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)四部分組成。所述承重結(jié)構(gòu)包括上凳面、三個承重桿固定架、三根承重桿和三個萬向輪；所述抬升結(jié)構(gòu)包括下凳面、起升固定架、起升桿、支撐電機架、起升電機、絲杠，各個零件由銷連接；所述傳動結(jié)構(gòu)包括上地盤、下地盤、轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向電機、傳動電機、張緊結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向電機通過同步帶帶動轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)動，傳動電機通過傘齒輪帶動主動軸轉(zhuǎn)動，主動軸通過同步帶使傳動軸轉(zhuǎn)動使機器人前進后退。本發(fā)明的主要特點為：除滿足傳統(tǒng)座椅的基本功能外還能夠跟隨人自由的移動，自動躲避障礙，還能夠根據(jù)需要自由的排列組合。
【專利說明】
移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)計一種移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)，具體的說是一種具有移動功能的機器人 座椅結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展，人們不論在圖書館，在教室的學習工作積極性越來越受到重視， 國外課堂靈活的座椅擺放極大刺激了學生們的積極性。然而中國的上課模式與國外不同， 首先是班級人數(shù)太多，其次是固定的班級教室制度之下學生們會把自己的很多東西放在自 己的課桌抽屜里而不會每天背回家，送為靈活排布座椅帶來了困難。圖書館空間有限，長時 間查閱資料成為一件體力與腦力兼并的工作，對人的工作效率產(chǎn)生很大影響。
[0003] 為了加強人們的學習工作效率各種座椅的設(shè)計，W及各種空間擺放的形式，都不 能很好的解決送些問題，產(chǎn)生的效果也受到限制，椅普遍的整齊劃一，學生課桌椅的擺放則 靈活多樣。隨著青少年體質(zhì)的發(fā)育和改善，世界上多數(shù)國家都面臨著課桌椅標準再修訂的 問題。然而，采用可調(diào)節(jié)高度的座椅或者人體工學座椅解決的僅僅是學生上課時的健康與 舒適度問題，并不能解決僵化的教室排布所帶來的學生對相同授課信息接受度不同的問 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決上述已有的課桌椅存在的不足之處，提供了移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)， 本發(fā)明作為一種應(yīng)用于圖書館、教室的移動式機器人座椅。本發(fā)明采用W下方案。
[0005] 移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)，包括承重結(jié)構(gòu)、抬升結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)四 部分；所述承重結(jié)構(gòu)包括上凳面、承重桿固定架、承重桿、萬向輪，上凳面與承重桿固定架通 過螺栓連接，承重桿上端與上凳面貼合，并與承重桿固定架通過螺栓連接，承重桿下端與萬 向輪螺栓相連，上凳面安裝Η個承重桿固定架和Η根承重桿；
[0006] 所述抬升結(jié)構(gòu)包括下凳面、起升固定架、起升桿、支撐電機架、起升電機、絲杠，所 述下凳面通過螺栓固定安裝四個起升固定架，所述升固定架通過銷與起升桿連接，所述支 撐電機架左右兩邊使用銷與起升桿連接，起升電機與支撐電機架使用螺栓連接；所述下凳 面使用螺栓與承重桿固定架相連，與下凳面螺栓相連的承重桿固定架與承重桿螺栓相連； 所述傳動結(jié)構(gòu)包括上地盤、下地盤、地盤支柱轉(zhuǎn)向電機、傳動電機、張緊結(jié)構(gòu)、和轉(zhuǎn)向傳動架 結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述上地盤與下地盤通過地盤支柱螺栓相連；
[0007] 所述張緊結(jié)構(gòu)包括張緊輪安裝架、張緊輪軸、傳動帶輪、轉(zhuǎn)向帶輪，張緊輪安裝架 與張緊軸承外圈過盈配合，張緊軸承內(nèi)圈與張緊輪軸過盈配合，傳動帶輪與張緊輪軸間隙 配合使用頂絲固定，轉(zhuǎn)向帶輪與張緊輪軸間隙配合使用頂絲固定，所述傳動電機用前架和 后架由螺栓固定在下地盤的下表面，傳動電機的電機軸通過傳動傘齒輪帶動傳動軸轉(zhuǎn)動， 傳動傘齒輪與傳動軸套筒通過頂絲連接，起到定位的作用，傳動軸與兩個軸承過盈配合，固 定在傳動軸軸承安裝架上，傳動軸軸承安裝架與下底盤通過螺栓固定，傳動同步帶輪通過 頂絲與傳動軸固定，傳動軸上端與軸承過盈配合固定在軸頭固定端蓋上，軸頭固定端蓋與 底盤通過螺栓固定；
[0008] 所述轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向架、轉(zhuǎn)向架安裝架、轉(zhuǎn)向軸、輪軸、主動輪、從動輪和 轉(zhuǎn)向傘齒輪，所述轉(zhuǎn)向軸上端與大同步帶輪通過頂絲固定在一起，下端與轉(zhuǎn)向傘齒輪通過 頂絲固定在一起，轉(zhuǎn)向架與小軸承過盈配合，小軸承與轉(zhuǎn)向軸過盈配合，固定轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向 架與大軸承過盈配合，轉(zhuǎn)向架安裝架與大軸承過盈配合，使轉(zhuǎn)向架固定在轉(zhuǎn)向架安裝架上， 轉(zhuǎn)向軸上部與轉(zhuǎn)向同步帶輪通過頂絲固定在一起，轉(zhuǎn)向架上的通孔與小軸承過盈配合，輪 軸通過與小軸承過盈配合固定在轉(zhuǎn)向架上，輪軸右端與主動輪通過螺栓固定，輪軸左端通 過軸套定位，與小軸承過盈配合，小軸承與從動輪過盈配合，轉(zhuǎn)向架底蓋與轉(zhuǎn)向架通過螺固 定。
[0009] 本發(fā)明具有W下優(yōu)點：
[0010] 1.輕便靈活。整個座椅使用在課堂上，對座椅的體積、重量和移動速度及移動平穩(wěn) 性提出了嚴格的要求。座椅的體積和外形要適合人的高度和舒適程度來設(shè)計，座椅要跟隨 人自由移動，所W此隨必座椅要驅(qū)動簡單、轉(zhuǎn)向靈活，前進或后退的速度適合。
[0011] 2.穩(wěn)固平穩(wěn)。移動式機器人座椅的基礎(chǔ)是一把椅子，必須能夠承載足夠的載荷如 正常人的體重、所放書籍等，還應(yīng)在電控移動的時候保證平穩(wěn)移動，不會發(fā)生側(cè)翻、傾斜。因 此需要考慮承重機構(gòu)與機械傳動。
[0012] 3.符合標準。座椅是為教室圖書館及設(shè)計的，故要符合現(xiàn)在課桌椅的設(shè)計標準，使 此移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)形式應(yīng)和目前教室的課桌椅設(shè)計標準同步，形成一個系列，可適 用于不同環(huán)境的需求。
【附圖說明】
[0013] 圖1為移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)整體裝配示意圖；
[0014] 圖2為圖1中移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)傳動電機裝配示意圖；
[0015] 圖3為圖1中移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)傳動軸裝配局部剖面圖；
[0016] 圖4為圖1中移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)張緊結(jié)構(gòu)裝配示意圖；
[0017] 圖5為圖1中移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)局部剖面圖。
[0018] 主要元件符號說明
[0019]

【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0021] 如圖1所示移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)，包括承重結(jié)構(gòu)、抬升結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向傳 動架結(jié)構(gòu)四部分組成；所述承重結(jié)構(gòu)包括上凳面101、承重桿固定架102、承重桿103、萬向 輪104,上凳面101與承重桿固定架102通過螺栓連接，承重桿103上端與上凳面101貼合， 并與承重桿固定架102通過螺栓連接，承重桿103下端與萬向輪104螺栓相連，上凳面101 安裝Η個承重桿固定架102和Η根承重桿103保證了座椅的穩(wěn)定性，承重結(jié)構(gòu)可獨立出整 體承重，保證了承重能力。
[0022] 所述抬升結(jié)構(gòu)包括下凳面201、起升固定架202、起升桿203、支撐電機架205、起升 電機204、絲杠206構(gòu)成，所述下凳面201通過螺栓固定安裝四個起升固定架202,所述起升 固定架202通過銷與起升桿203連接，所述支撐電機架205左右兩邊使用銷與起升桿203 連接，起升電機204與支撐電機架205使用螺栓連接；所述下凳面201使用螺栓與承重桿固 定架102相連，與下凳面201螺栓相連的承重桿固定架102與承重桿103螺栓相連，所述起 升電機204順時針旋轉(zhuǎn)帶動絲杠206旋轉(zhuǎn)，絲杠206上的螺紋與支撐電機架205上的螺紋 相互喃合，使兩個支撐電機架205之間的距離變近，使傳動結(jié)構(gòu)上升，直到轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu) 脫離地面，Η個萬向輪獨立接觸地面，啟動承重模式；所述起升電機204反轉(zhuǎn)，使兩個支撐 電機架205之間的距離變遠，使傳動結(jié)構(gòu)下降，直到轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)接觸地面，Η個萬向輪 脫離地面，啟動行走模式；
[0023] 如圖1和圖2所示，所述傳動結(jié)構(gòu)包括上底盤301、下底盤304、底盤支柱303、轉(zhuǎn)向 電機302、傳動電機318、轉(zhuǎn)向同步帶320、傳動同步帶321張緊結(jié)構(gòu)、和轉(zhuǎn)向傳動架，所述上 底盤301與下底盤304通過底盤支柱303螺栓相連；所述張緊結(jié)構(gòu)包括張緊輪安裝架305、 張緊輪軸309、傳動帶輪308、轉(zhuǎn)向帶輪310,張緊輪安裝架305與張緊軸承319外圈過盈配 合，張緊軸承319內(nèi)圈與張緊輪軸309過盈配合，傳動帶輪308與張緊輪軸309間隙配合使 用頂絲固定，轉(zhuǎn)向帶輪310與張緊輪軸309間隙配合使用頂絲固定，所述傳動電機318用前 架306和后架317由螺栓固定在下底盤304的下表面，傳動電機318的電機軸通過傳動傘 齒輪316帶動傳動軸311轉(zhuǎn)動，傳動傘齒輪316與傳動軸套筒315通過頂絲連接，起到定位 的作用，傳動軸311與兩個軸承過盈配合，固定在傳動軸軸承安裝架314上，傳動軸軸承安 裝架314與下底盤304通過螺栓固定，傳動同步帶輪312通過頂絲與傳動軸311固定，傳動 同步帶318與傳動同步帶輪312相互喃合，傳動同步帶318與Η組轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)上的大 同步帶輪401相喃合，使傳動電機318的動力傳遞到轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)上，傳動軸311上端與 軸承過盈配合固定在軸頭固定端蓋313上，軸頭固定端蓋313與底盤301通過螺栓固定，使 傳動軸311牢固的固定在上底盤301、下底盤304之間，所述轉(zhuǎn)向電機302由螺釘固定在上 底盤301上，轉(zhuǎn)向電機302輸出軸由頂絲將轉(zhuǎn)向帶輪310固定，轉(zhuǎn)向同步帶320與轉(zhuǎn)向帶輪 310相互喃合，轉(zhuǎn)向同步帶321與Η組轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)向同步帶輪402相喃合，使轉(zhuǎn) 向電機302的動力傳遞到轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)向架404上，Η組轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)獨立同 步原地轉(zhuǎn)向，使移動式機器人座椅實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，并且轉(zhuǎn)向靈活性極強，可實現(xiàn)任意角度轉(zhuǎn)向。
[0024] 如圖2和圖3所示所述轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向架404、轉(zhuǎn)向架安裝架405、轉(zhuǎn)向 軸403、輪軸409、主動輪406、從動輪407和轉(zhuǎn)向傘齒輪414組成，所述轉(zhuǎn)向軸403上端與 大同步帶輪401通過頂絲固定在一起，下端與轉(zhuǎn)向傘齒輪414通過頂絲固定在一起，轉(zhuǎn)向 架404與小軸承411過盈配合，小軸承411與轉(zhuǎn)向軸403過盈配合，固定轉(zhuǎn)向軸403,轉(zhuǎn)向 架404與大軸承413過盈配合，轉(zhuǎn)向架安裝架405與大軸承413過盈配合，使轉(zhuǎn)向架404固 定在轉(zhuǎn)向架安裝架405上，轉(zhuǎn)向軸403上部與轉(zhuǎn)向同步帶輪402通過頂絲固定在一起，轉(zhuǎn)向 架404上的通孔與小軸承411過盈配合，輪軸409通過與小軸承411過盈配合固定在轉(zhuǎn)向 架404上，輪軸409右端與主動輪406通過螺栓固定，輪軸409左端通過軸套408定位，與 小軸承411過盈配合，小軸承411與從動輪過盈配合，轉(zhuǎn)向架底蓋410與轉(zhuǎn)向架404通過螺 固定。下地盤304上共裝有Η套轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)，并均用分布，使移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 向和移動具有穩(wěn)定性。
[0025] 自動跟隨系統(tǒng)的實現(xiàn)：所述移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)的跟隨系統(tǒng)是由定位系統(tǒng)和驅(qū) 動系統(tǒng)組成，所述定位系統(tǒng)包括：超聲波接收傳感器、手持超聲波發(fā)射器、單片機、電池組組 成，所述超聲波接收傳感器有6個，均勻分布安裝在上穏面101下面，負責接收手持超聲波 發(fā)射器發(fā)射出來的超聲波信號，其中超聲波接收傳感器兩兩一組，與手持超聲波發(fā)射器相 互配合，根據(jù)Η角形定理，使用超聲波傳感器可W測量發(fā)射端與接收端的距離，兩個接收端 安裝位置一定，確定兩個接收端之間的距離，使用單片機處理接收的距離數(shù)據(jù)從而計算出 人與移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)之間的位置關(guān)系，實現(xiàn)定位的功能，超聲波傳感器精度高，測量 效果穩(wěn)定，使用超聲波傳感器很好的解決了移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)與人之間相互定位的問 題。
[0026] 所述驅(qū)動系統(tǒng)包括傳動電機318、轉(zhuǎn)向電機302、電機驅(qū)動模塊、電池組成，所述電 機驅(qū)動模塊與單片機相連，由單片機直接發(fā)送數(shù)據(jù)信號經(jīng)過電機驅(qū)動模塊處理，控制轉(zhuǎn)向 電機302轉(zhuǎn)動，從而調(diào)整述轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)與人之間的相對角度，所述傳動電機318接收到 電機驅(qū)動模塊的指令，開始旋轉(zhuǎn)，帶動整個機體向人所在方位移動，實現(xiàn)跟隨移動的功能。
[0027] 自動躲避障礙系統(tǒng)的實現(xiàn)；所述自動躲避障礙系統(tǒng)包括避障超聲波傳感器，單片 機，電機控制模塊組成，所述避安全數(shù)值超聲波傳感器有六個，均勻分布安裝在下穏面下 面，與單片機相連，當避障超聲波傳感器測定數(shù)值小于給定數(shù)值a時，電機控制模塊控制電 機向沒有障礙、并且與人最近的一方移動，從而繞過障礙物，實現(xiàn)自動躲避障礙。
[0028] 本發(fā)明的主要特點為；除滿足傳統(tǒng)座椅的基本功能，放置書本等隨身物品外還能 夠跟隨人自由的移動，自動躲避障礙，多把座椅還能夠根據(jù)學生需要自由的排列組合，增加 了學生上課的趣味性，提高課堂學習氣氛和學生自主學習的能動性，打破現(xiàn)在教學的局限 性。
[0029] 本發(fā)明不限于W上對實施例的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明掲示的內(nèi)容，在 本發(fā)明基礎(chǔ)上不必經(jīng)過創(chuàng)造性勞動所進行的改進和修改，都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.移動式機器人座椅結(jié)構(gòu)，由承重結(jié)構(gòu)、抬升結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)四部分 組成；其特征在于： 所述承重結(jié)構(gòu)包括上凳面（101)、承重桿固定架（102)、承重桿（103)、萬向輪（104)，上 凳面（101)與承重桿固定架（102)通過螺栓連接，承重桿（103)上端與上凳面（101)貼合， 并與承重桿固定架（102)通過螺栓連接，承重桿（103)下端與萬向輪（104)用螺栓相連，上 凳面（101)安裝三個承重桿固定架（102)和三根承重桿（103); 所述抬升結(jié)構(gòu)包括下凳面（201)、起升固定架（202)、起升桿（203)、支撐電機架（205)、 起升電機（204)、絲杠（206)，所述下凳面（201)通過螺栓固定安裝四個起升固定架（202)， 所述起升固定架（202)通過銷與起升桿（203)連接，所述支撐電機架（205)左右兩邊通過 銷與起升桿（203)連接，起升電機（204)與支撐電機架（205)使用螺栓連接；所述下凳面 (201)使用螺栓與承重桿固定架（102)相連，承重桿固定架（102)與承重桿（103)用螺栓相 連； 所述傳動結(jié)構(gòu)包括上底盤（301)、下底盤（304)、底盤支柱（303)、轉(zhuǎn)向電機（302)、傳動 電機（318)、轉(zhuǎn)向同步帶（320)、傳動同步帶（3)張緊結(jié)構(gòu)、和轉(zhuǎn)向傳動架，所述上底盤（301) 與下底盤（304)通過底盤支柱（303)螺栓相連；所述張緊結(jié)構(gòu)包括張緊輪安裝架（305)、張 緊輪軸（309)、傳動帶輪（308)、轉(zhuǎn)向帶輪（310)，張緊輪安裝架（305)與張緊軸承（319)外 圈過盈配合，張緊軸承（319)內(nèi)圈與張緊輪軸（309)過盈配合，傳動帶輪（308)與張緊輪軸 (309)間隙配合使用頂絲固定，轉(zhuǎn)向帶輪（310)與張緊輪軸（309)間隙配合使用頂絲固定， 所述傳動電機（318)用前架（306)和后架（317)經(jīng)螺栓固定在下底盤（304)的下表面，傳 動電機（318)的電機軸通過傳動傘齒輪（316)帶動傳動軸（311)轉(zhuǎn)動，傳動傘齒輪（316) 與傳動軸套筒（315)通過頂絲連接，起到定位的作用，傳動軸（311)與兩個軸承配合并固定 在傳動軸軸承安裝架（314)上，傳動軸軸承安裝架（314)與下底盤（304)通過螺栓固定，傳 動同步帶輪（312)通過頂絲與傳動軸（311)固定，傳動軸（311)上端通過軸承配合固定在 軸頭固定端蓋（313)上，軸頭固定端蓋（313)與底盤（301)通過螺栓固定； 所述轉(zhuǎn)向傳動架結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向架（404)、轉(zhuǎn)向架安裝架（405)、轉(zhuǎn)向軸（403)、輪軸 (409)、主動輪（406)、從動輪（407)和轉(zhuǎn)向傘齒輪（414)，所述轉(zhuǎn)向軸（403)上端與大同步 帶輪（401)通過頂絲固定在一起，下端與轉(zhuǎn)向傘齒輪（414)通過頂絲固定在一起，轉(zhuǎn)向軸 (403)通過小軸承（411)固定在轉(zhuǎn)向架（404)中，轉(zhuǎn)向架（404)通過大軸承（413)固定在 轉(zhuǎn)向架安裝架（405)中，轉(zhuǎn)向軸（403)上部與轉(zhuǎn)向同步帶輪（402)通過頂絲固定在一起，輪 軸（409)通過與軸承配合固定在轉(zhuǎn)向架（404)上，輪軸（409)的軸線與轉(zhuǎn)向架（404)的軸 線垂直，輪軸（409)右端與主動輪（406)通過螺栓固定，輪軸（409)左端通過軸套（408)與 從動輪連接，轉(zhuǎn)向架底蓋（410)與轉(zhuǎn)向架（404)通過螺固定。
【文檔編號】A47B39/00GK105877188SQ201410550032
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年10月17日
【發(fā)明人】秦建軍, 袁齊, 魯增輝, 劉承榮, 王昌強, 薛宏鑫
【申請人】北京建筑大學