本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種輪式安防機(jī)器人上樓裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作等。

移動(dòng)機(jī)器人所采用的運(yùn)動(dòng)方式主要包括輪式、履帶式、足式、混合式等運(yùn)動(dòng)形式，其中以輪式機(jī)器人應(yīng)用最為廣泛。履帶式機(jī)器人相對(duì)笨重且觸地面積較大，同時(shí)會(huì)對(duì)地面造成不同程度的破壞，足式機(jī)器人一般限于平地行走，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、產(chǎn)品成本高、不易操作。眾所周知，輪式機(jī)器人具有速度快、穩(wěn)定性好、易控制等優(yōu)點(diǎn)。

移動(dòng)機(jī)器人正被越來越多的應(yīng)用于危險(xiǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)、未知區(qū)域探測(cè)、行星探測(cè)、救援搜索、排爆等各種領(lǐng)域，在這些應(yīng)用中，常常要需要攀爬樓梯，由于樓梯結(jié)構(gòu)的特殊性和攀爬樓梯過程的復(fù)雜性使得移動(dòng)機(jī)器人攀爬樓梯一直是移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn)和熱點(diǎn)。

機(jī)器人技術(shù)作為戰(zhàn)略高科技技術(shù)，深受世界各國(guó)的重視，而安防機(jī)器人作為前沿高科技研究最活躍的一個(gè)領(lǐng)域，更是備受關(guān)注，輪式安防機(jī)器人的上樓技術(shù)至今仍是一個(gè)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種輪式安防機(jī)器人的上樓裝置，其操作方便、動(dòng)作準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是：

一種輪式安防機(jī)器人上樓裝置，包括安防機(jī)器人和鋪設(shè)于樓梯上的導(dǎo)軌系統(tǒng)，所述安防機(jī)器人包括圓形的底盤和位于該底盤上的機(jī)身；該底盤上設(shè)有滾輪行走系統(tǒng)；該機(jī)身上設(shè)有紅外引導(dǎo)系統(tǒng)；所述滾輪行走系統(tǒng)包括行走導(dǎo)輪、爬樓導(dǎo)輪和彈出機(jī)構(gòu)。

所述爬樓導(dǎo)輪為升降輪，在所述彈出機(jī)構(gòu)的控制下收縮于底盤的底部平面或者彈出；所述爬樓導(dǎo)輪共5個(gè)、包括中央輪、東北角輪、西北角輪、西南角輪和東南角輪，分別位于底盤的中間位置、東北角、西北角、西南角和東南角；所述爬樓導(dǎo)輪包括一個(gè)含有三個(gè)或三個(gè)以上腳部的固定架和鉸接在該固定架各腳部上的滾輪。

所述導(dǎo)軌系統(tǒng)包括第一導(dǎo)引柱、第二導(dǎo)引柱和三條扣軌，該三條扣軌分別鋪設(shè)于樓梯的兩側(cè)邊和中間位置，所述扣軌包括呈階梯狀的底軌，所述底軌上每隔一定距離設(shè)置一根垂直于底軌的扣柱；所述第一導(dǎo)引柱和第二導(dǎo)引柱上設(shè)有紅外信號(hào)反饋器；所述第一導(dǎo)引柱和第二導(dǎo)引柱分別位于所述扣軌的兩端。

所述紅外引導(dǎo)系統(tǒng)包括兩個(gè)對(duì)稱分布于機(jī)身上的紅外發(fā)射端和紅外測(cè)距接受端，所述紅外發(fā)射端發(fā)送紅外信號(hào)至所述紅外信號(hào)反饋器，所述紅外信號(hào)反饋器將信號(hào)反饋至紅外測(cè)距接受端，測(cè)距導(dǎo)引安防機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至第一/第二導(dǎo)引柱。

所述行走導(dǎo)輪共有16個(gè)；該16個(gè)行走導(dǎo)輪分為四組、均勻分布在所述底盤的左中位置、右中位置、上中位置和下中位置。所述行走導(dǎo)輪和爬樓導(dǎo)輪均可實(shí)現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。所述機(jī)身內(nèi)包括21個(gè)微型直流步進(jìn)電機(jī)，所述各行走導(dǎo)輪、爬樓導(dǎo)輪由各微型直流步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

通過安防機(jī)器人機(jī)身上的紅外引導(dǎo)系統(tǒng)與導(dǎo)軌系統(tǒng)上的第一導(dǎo)引柱/第二導(dǎo)引柱的相互作用，安防機(jī)器人實(shí)現(xiàn)由平地接近導(dǎo)軌系統(tǒng)。同時(shí)彈出機(jī)構(gòu)彈出各爬樓導(dǎo)輪；中央輪行走于鋪設(shè)于樓梯中間位置的扣軌上，東北角輪、西北角輪、西南角輪和東南角輪分別行走于鋪設(shè)于樓梯兩側(cè)邊的扣軌上。

其中，所述導(dǎo)軌可以為直線型，也可以為弧形或螺旋形。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于：本實(shí)用新型利用紅外導(dǎo)航裝置引導(dǎo)機(jī)器人行走在樓梯上，則安防機(jī)器人可以運(yùn)行在各種形狀的樓梯之上，應(yīng)用范圍廣泛；扣軌上相隔一定距離設(shè)置有豎直的小扣柱，小扣柱可以防止安防機(jī)器人在爬樓過程中受重力影響沖高回落或在下樓過程中摔落。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中安防機(jī)器人的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中安防機(jī)器人的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型中安防機(jī)器人的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型中安防機(jī)器人的第一種爬樓導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型中安防機(jī)器人的第二種爬樓導(dǎo)論的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型中安防機(jī)器人的爬樓導(dǎo)輪與底軌的位置關(guān)系示意圖；

圖8為本實(shí)用新型安防機(jī)器人上樓過程的俯視局部示意圖。

上述各附圖中，各部件對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記如下：

1、安防機(jī)器人；2、導(dǎo)軌系統(tǒng)；11、底盤；12、機(jī)身；111、行走導(dǎo)輪；112、爬樓導(dǎo)輪；1121、固定架；1122、滾輪；21、第一導(dǎo)引柱；22、第二導(dǎo)引柱；23、扣軌；24、紅外信號(hào)反饋器；231、底軌；232、扣柱；31、紅外發(fā)射端；32、紅外測(cè)距接受端。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合各附圖所示實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明：

如圖1所示：

一種輪式安防機(jī)器人上樓裝置，包括安防機(jī)器人1和鋪設(shè)于樓梯上的導(dǎo)軌系統(tǒng)2，所述導(dǎo)軌系統(tǒng)2包括第一導(dǎo)引柱21、第二導(dǎo)引柱22和三條扣軌23，該三條扣軌23分別鋪設(shè)于樓梯的兩側(cè)邊和中間位置；所述第一導(dǎo)引柱21和第二導(dǎo)引柱22上設(shè)有紅外信號(hào)反饋器24；所述第一導(dǎo)引柱21和第二導(dǎo)引柱22分別位于所述扣軌23的兩端。

如圖2-4所示：

安防機(jī)器人1包括圓形的底盤11和位于該底盤11上的機(jī)身12；該底盤11上設(shè)有滾輪行走系統(tǒng)；該機(jī)身12上設(shè)有紅外引導(dǎo)系統(tǒng)3；所述滾輪行走系統(tǒng)具體包括行走導(dǎo)輪111、爬樓導(dǎo)輪112和彈出機(jī)構(gòu)（彈出機(jī)構(gòu)采用公知的彈出部件，且為安防機(jī)器人內(nèi)部部件，故圖中省略未示出）；

所述爬樓導(dǎo)輪112為升降輪，在彈出機(jī)構(gòu)的控制下收縮于底盤11的底部平面或者彈出；所述爬樓導(dǎo)輪112共5個(gè)、包括中央輪、東北角輪、西北角輪、西南角輪和東南角輪，分別位于底盤11的中間位置、東北角、西北角、西南角和東南角。所述紅外引導(dǎo)系統(tǒng)包括對(duì)稱分布于機(jī)身上的紅外發(fā)射端31和紅外測(cè)距接受端32，所述紅外發(fā)射端31發(fā)送紅外信號(hào)至所述紅外信號(hào)反饋器24，所述紅外信號(hào)反饋器24將信號(hào)反饋至紅外測(cè)距接受端32，測(cè)距導(dǎo)引安防機(jī)器人1運(yùn)動(dòng)至第一/第二導(dǎo)引柱。所述行走導(dǎo)輪111共有16個(gè)；該16個(gè)行走導(dǎo)輪111分為四組、均勻分布在所述底盤11的左中位置、右中位置、上中位置和下中位置。

如圖5-6所示：

一種實(shí)施方式是：所述爬樓導(dǎo)輪112采用含有三個(gè)腳部的固定架1121和分別鉸接在固定架1121各腳部上的3個(gè)滾輪1122；且三個(gè)鉸接點(diǎn)呈等邊三角形分布。

另一種實(shí)施方式是：所述爬樓導(dǎo)輪112采用含有四個(gè)腳部的固定架和分別鉸接在固定架各腳部上的4個(gè)滾輪1122；且四個(gè)鉸接點(diǎn)呈正方形分布。

如圖7-8所示：

所述扣軌23包括呈階梯狀的底軌231，所述底軌231上每隔一定距離設(shè)置一根垂直于底軌231的扣柱232。

另外，所述行走導(dǎo)輪111和爬樓導(dǎo)輪112均可實(shí)現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。所述機(jī)身內(nèi)還包括21個(gè)微型直流步進(jìn)電機(jī)，所述各行走導(dǎo)輪111、爬樓導(dǎo)輪112由各微型直流步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

實(shí)踐中：安防機(jī)器人1從一樓攀爬至二樓的工作過程如下：紅外發(fā)射端32發(fā)送紅外信號(hào)至所述紅外信號(hào)反饋器24，所述紅外信號(hào)反饋器24將信號(hào)反饋至紅外測(cè)距接受端32，測(cè)距導(dǎo)引安防機(jī)器人1在平地上由行走導(dǎo)輪111驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至第一導(dǎo)引柱21。隨后，彈出機(jī)構(gòu)令爬樓導(dǎo)輪112彈出，安防機(jī)器人1在紅外信號(hào)反饋器24的導(dǎo)引下，從第一導(dǎo)引柱21向第二導(dǎo)引柱22運(yùn)動(dòng)，5個(gè)爬樓導(dǎo)輪112在機(jī)身內(nèi)個(gè)微型直流步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，分別沿三條扣軌23色溫階梯狀底軌231上滾動(dòng)向上，過程中各滾輪1122由扣柱232卡扣住，避免了安防機(jī)器人1在爬樓過程中受重力影響沖高回落。當(dāng)安防機(jī)器人1到達(dá)第二導(dǎo)引柱22處，實(shí)現(xiàn)了安防機(jī)器人1從一樓爬至二樓的過程。同時(shí)，彈出機(jī)構(gòu)令爬樓導(dǎo)輪112收起。而逆向上述過程，則可以實(shí)現(xiàn)安防機(jī)器人1從二樓下至1樓的過程。

本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于上述實(shí)施例，任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的技術(shù)人員在本實(shí)用新型公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。