有自动搬货爬楼的机器吗

篇一 有自动搬货爬楼的机器吗
[我爱发明]搬家载物爬楼机 爬楼力士(发明人赵勇)

　　[我爱发明] 20160817 爬楼力士

　　本期节目主要内容： 来自黑龙江省哈尔滨市的赵勇所发明的载物爬楼机。它外形像一台购物车，但是能够搬运200公斤的货物。只要对搬家工人加以培训，就能够用它来搬运重物，大大降低了人力消耗。节目中记者对它进行了爬不同楼梯，和搬运不同物件的测试，并和搬家公司做了搬运比赛，充分展示了载物爬楼机的作用和性能。（《我爱发明》 20160817 爬楼力士）

　　发明人联系方式：黄先生 15304509829

　　发明摘要：本实用新型公开了一种电动载物爬楼车。其车架底部上装有蓄电池、电机、减速增扭装置，车架下端外侧安装有两个橡胶车轮，以及一套实现爬楼运动的曲柄滑块机构，曲柄滑块机构由滑轨，滑块，曲柄，爬楼摇杆，以及一些轴承，销钉组成，由于滑块和滑轨的相互限制作用，使得爬楼摇杆做出爬楼的动作，曲柄一端与减速器输出轴连接，曲柄的另一端销孔与爬楼摇杆的中间销孔链接，摇杆的另一端销孔与滑块销接，滑块安装在滑轨上，爬楼运动时，电机转动，带动曲柄做旋转运动，由于滑块被限制在滑轨上做直线滑动，所以爬楼摇杆就做出抬高、前伸，下落、收回的爬楼动作，下楼时，电机反转，实现下楼。

　　

　　

　　

　　

　　编辑手记：

　　搬家是大家生活中都会经历的事情。每一次搬家，大约有一吨的物品要靠搬家师傅的肉身驮运，体力消耗过大的问题一直困扰着搬家和物流行业。

　　今天，科教授就带来了一款协助搬货物上楼的发明，为搬家师傅大减负。

　　发明人：赵勇

　　发明项目：载物爬楼机

　　发明原理

　　整体而言，爬楼机的车架系统和两个大轮都跟普通的拉车差不多。而它的设计重点落在了后部，包括电力系统，控制器以及执行机构。执行机构是爬楼机能否顺利完成任务的决定性部分。

　　执行机构藏在两个大轮中间，采用了曲柄滑块的结构设计。当机器开始运转的时候，曲柄滑块机构的支腿就会向后边伸出，搭在楼梯的台阶上面。在曲柄滑块机构的运转作用下，支架会将整个车体举起来，把它送到下一个台阶上，同时收缩回到原位。而每次车体抬升，两边的轮子都要被拉到台阶前，以此来定位，保证执行机构步伐到位。

　　赵勇带着他的发明找了一家搬家公司，准备将发明投入实际操作。第一次试用的任务是运送16个花盆。上楼十分顺利，只用了三分钟就爬了三楼，花盆也只碎了一个，其他的完好无损。

　　然而下楼时操作人员的速度大大减慢，因为无法定位楼梯的位置，只能靠操作人员的主观判断。一旦没有判断好下楼的位置，就可能踩空。

　　为了解决稳定性和下楼踩空的问题，赵勇更改了设计。赵勇采用五连杆的设计更换了先前的支架结构。五连杆不会前伸，而是直接向上举起车体与重物，避免了重心的大范围移动，保证了稳定性。

　　同时，为了避免踩空，赵勇在两侧车轮上又增加了一个定位设计，如果大轮处于悬空位置，这个定位装置就会因为重力下落，卡在车轮上，使得车轮不能移动。这样就避免了车体过于靠近台阶边缘，发生踩空的现象。

　　赵勇满怀期待地带着他改良后的爬楼机找老板进行第二次试验。这次，他改运冰箱。为了验证稳定性，冰箱中还放了鸡蛋。操作人员使用得非常顺利顺利，虽然鸡蛋是破了，但运送冰箱的任务还是完成了。

　　搬家公司的江师傅也跃跃欲试。江师傅的下楼过程依然非常费劲。甚至一个不小心就出现了比踩空更大的意外，爬楼机松脱了。

　　面对这个更大的打击，赵勇会如何调整他的发明？最终改进完善的爬楼机与人工作业比赛，谁能跑得更快、更稳、更持久？欢迎收看《我爱发明》之《爬楼力士》。

篇二 有自动搬货爬楼的机器吗
我开网吧的经验经历-记录那两年半的青春岁月

佛拟的笑脸迎了上来，一边倒水一边搬凳子，一阵职业客套寒暄之后，就开始了硝烟四起的价格谈判，当然这一切由老板完成，我只提包扮演马仔的角色。

　　因为电脑配置和价格早有了解，所以剩下的问题只是能让我们得到多大优惠价，并一再强调我们这种是大批量购机而且现金交易（没办法南昌人有时被称作‘南昌鬼子’，不见现钞也不会让你先提货的，当然这么说并没有藐视南昌人意思），价格应给予批发商的价格策略。

　　最后双方都做出让步，和预算价总共少了2000块左右，但后面由于采纳了他们的所谓网吧专用无盘解决方案，刻录了一套‘名智无盘系统’又花去800元（虽然我们自己能装无盘，但网吧专用的游戏功能和客户管理功能肯定不能和专业相比，所以大多网吧都采用刻盘方法），并同意派遣技术员一名跟随回去调试。

　　签好合约付了款也就无事可干了，由于对方没这么多现货，所以货要两天后发到，（在些提醒各们朋友买电脑最好现货，因为价格波动很大，说不定两天后就有配件掉下10元8元的，一个网吧那么多电脑金额就不少了，且可防止设备被调包），当天下午在南昌逛了一下了，傍晚时分抱着那个8000大洋的主机和两箱网线搭火车回来了。

　　回来后就开始了电线和网线的布置工作，爬地翻墙的弄了两天，南昌派的技术员(还有1W没付所以跟了个人来)和所买电脑设备如期抵达，接下去的事又是我的了，拆包安装电脑调试机器，因为是新机器，安装起来基本上没什么问题在当天晚上就给轻松解决，服务器的系统是克隆好的，基本算是傻瓜式安装，没过多久南昌那个技术员就调试完毕，并教我大概讲了下这个系统的特征，由于是同行所以很多问题不用费什么口舌就弄懂了，我也其乐融融地打开机器先上网过了把瘾，当时的心情是十分激动的。

　　第二天老板娘就正式上岗开始了收银工作（老板的一个最大特点就是用人唯亲，可能是为了财务安全考虑，还有就是怕我搞什么动作），然后我的生活，白天依旧是电脑老师，晚饭过后就到楼上的网吧值夜班，所以作业时间又变成了晚上1—2：00睡眠，好在当时心情高兴也不觉疲惫。然后在电台我们培训部的广播中又增加了一条，“****广播电台****培训中心”下设，英语培训部（有项目没学生），电脑培训部，现有高端多媒体电脑教学机房一个，电子网络教室一个（这个所谓的电子网络教室就是指三楼的网吧）。

　　由于设备全新，网速超快，加上场地宽敞，又处在三楼隐蔽且非常安静，站在靠窗的位置可以看到整个俯视整个电台大的广场，所于环境在当时是相当不错的，记得当时很多城南的网友搭公交过来上网，不久又是寒假新年的黄金假期，加上二楼的培训人员较多，所以网吧一度爆满，但苦于没有资金只有20台设备，所以只能等过完年后积累资金再添加新的设备，2002年就在这种欢快的节奏中来临了，到了2002年的农历二月份，经过年关的全负荷运营，手里有1W5左右的赢利，于是又添加了5台电脑，这样网吧里的电脑总数达到了25台，但还是处于天天爆满状态中，其中玩CS和盛大刚出来不久的传奇占了整个网吧的80%左右，也由于经常需要下载游戏外挂的原因，从不玩游戏的我在这段时间也学玩了传奇，但好在我对游戏不太感兴趣，主要是为了测试外挂，所以并没为玩游戏占去我多少时间，记得当时传奇游戏刚出二区时我就开始了传奇生涯，每个新区出现都会有一个星期的免费期，而我就是这个时间才会注册新号玩上一会，结果是后来从2区到24区每个服务器都有一个26—27级左右的帐号。

　　因为这游戏给我印象在深了，记得当时有两个学生模样的人在网吧一玩就是整整一个礼拜，吃泡面，喝瓶装水，实在累了就趴在电脑桌上休息，后来出于安全考虑我们只能强制让其结帐下机，所以各位后来能经常在报纸或网上看到关于某某地方发生上网爆毙事件也不足为奇，而年轻的陈天桥能成中国的首富之一也就不足为怪了！

　　 那段时间可以说工作爱情双丰收，正当我看到钞票在招手时网吧迎来了一次不小的麻烦，2002年北京‘蓝极速’网吧所发生火灾事件各位网友应该略有所耳闻，正当我们期待7月的暑假高峰期快点来临时，暑期还没迎来，迎来的却是6月份的北京网吧一场大火24条年轻的生命从此消失的噩耗。接下去的结果是炎炎夏日迎来的一场全国网吧大整顿的冰封时期，而黑网吧处于打击的重中之重，而我这不用说，从某个角度来说我这是名正言顺且当之无愧黑网吧之一了，刚开始我还侥幸地以为北京离这们小城市远着呢，应该没什么事——错了，这回让我体会了一下***党在发生特大事故后的办事效率之高，确实是罕见的！！

　　事情发生第二天，老板就告诉对我说：

　　**（我的名字）昨天有没有看电视关于北京网吧着火的事情，我说在网有看了下相关报道。 你在这段时时要万分小心，看来这回会有麻烦。
 
　　果不其然，接下去的几天是关于北京多少多少个非法黑网吧被取缔，这种被广大民众看作是大快人心的消息传到我们耳朵怎么就快乐不起来呢？！北京作为中国的政治中心都作出了动作，没几天全国其它中小城市就产生了多骨米诺牌效应，各地都传来让我们心惊肉跳的‘捷报’！就我们这个城市也开始了整顾活动，不管有牌没牌的（那时网吧相关规定还没出台，有牌只是工商和文化的管理费，且不会很多）统统关张整顿，结果是弄得整个城市的网吧打着灯笼都找不到一个可以上网的地方。

　　老板和我一掂量，我们网吧没开多久，还没张杨开，来这里上网的大多是抢位子的熟客，而且网络接入用得又是广电的（当时相关部门主要通过电信提供的网络接入协议才能轻松查出有多少网吧），而我们网吧对外根本没有备案的可能。俗话说撑死胆大的，饿死胆小、怎么办当然是——继续营业，作为一个网吧怎么能够看着广大网友无网可上而无动于衷呢？

　　当然这其中还有一个重要原因，所谓树大好乘凉吗，即使要查的话，对于电台这种单位也要先考虑考虑，一向是电台爆光别人，那能出现自家让人爆光的事呢？当然电台播出的广告中关于我们所谓的‘网络电子教室’这一条也没有取消，要不然这不是叫做不打自招吗。所以2002年的暑期正当其它网吧在整的喊爹骂妈时，而我们这个网吧却基本上是一枝独秀，可以说除了当时的联通自己的网吧（联通165网吧，同样联通的家底各位是知道的，不是那么容易动得了）外，就我们这算得上所上是披靡无人可比了。

　　但所谓树大招风，当别的网吧顿得快断气的时候而就我们这平安无事，就可能引起了别人的眼红。果真没两天老板告诉我，电台里刚找他谈了下电子网络教室的事，要我们小心一些，必竞电台是公家单位不要惹出什么麻烦上来，到时领dao不好交待。可能有其它网吧把我们给举报了，要不就先考虑先停一星期看看情况。
 
　　后来果真在那一星期的时间里，刚成立不久的三批六部门的执法人员到我们这里抽过烟后，‘参观过’我们这个网络电子教室。并开机查看了我们的教学系统（由于主机装了三个硬盘，其中一个硬盘装的是教学盘，并且教学系统是作为主机的默认启动系统，而我们网吧开机时还要手工选择一下才会启动网吧的系统），所有后来除了消防部门指点了下关于消防安全知识外，有惊无险过地过去了。（当然有关部门也不是吃白饭的，其中原因各位就慢慢细品吧）。

　　　原来期盼的暑期就在这样查查停停中过了一大半，这暑期这段时间就停止营业过好几次为了躲避执法机关的检查，好在比起其它停业的网吧来没损失并不是很大，谁都知道正规营业的网吧停止一天损失都可以按秒来算的，但我这不同，即使停两天除了上网费少收些，其它开支就是收银员和信息费损失了点，所以到了8月1号算帐，加上前几个月的纯利赢利已有2W块了，我和老板商量后决定把其余剩下的7台电脑配齐，这样网吧34台电脑就算置完了，但没想到这次买电脑引出一件让我十分不快的事来。

　　由于电脑一直是老板和南昌联系（我只第一次买电脑和南昌电脑城的老板见过，所以不熟，买电脑的事都老板联系），所以这次也不例外，我把购机的2W块钱给老板后，就等第二天南昌发货过来，原先买电脑一般都是头天付款，第二天电脑就会通过货运过来，所以这次认为也不例外，结果电脑到第三天还没来，不可能南昌佬收到钱后不发货吧，骗货款？

　　这是我的第一反应，但转念一想不太可能呀，那电脑公司我去过，口碑和经营时间都比较长，也不可能为了我2W块而关门开溜

上一页  [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] 下一页

篇三 有自动搬货爬楼的机器吗
一种爬楼机器人

一种爬梯机械人的设计

[摘要]

在日常生活和生产中经常要将重物搬上楼梯，传统的方法基本是靠人力搬运完成，有时由于重物太重或人手不足而无法搬运，本课题就是为克服这个难题而设计的。本论文主要对爬楼机器人星型轮的传动机构及控制系统进行详细设计。首先介绍了国内外爬楼机器人研究现状，阐明本课题研究的目的、意义。然后进一步介绍了本爬楼机器人总体结构。在深入分析爬楼机构及其攀爬对象的基础上，设计了相对优势较明显的轮组结构爬楼机器人。对机器人小车的运动学模型进行分析，论证小车实现任意曲线运动所包含的自转、直线前进、圆弧前进三个基本运动单元的可行性。引入虚拟样机技术，通过Pro/Engineer三维建模并进行模拟运动仿真。文章最后研究设计了在各种环境下，以单片机 C8051F310 为核心的爬楼控制系统。在控制系统中，采用超声波传感器的对称排列，获取了自主上楼梯所必须地两个关键参数θ和 q；对驱动大功率电机的电路进行分析，设计了更适合大功率，更安全的电机驱动电路，直流马达配合高功率MOSFETⅡ型驱动器。

关键词：爬楼机器人；三星轮； MOSFET驱动电路；单片机 C8051F310

Abstract

Abstract

Moving weight from up and down is required in our daily activities and productivities, and it was done by hand. While it is too heavy or short –handed to finished in some times. This thesis is designed to overcome the obstacles and it gives a detailed designing on transmission device and control system of star-like wheel of stair-climbing robot. Firstly ,it introduced a current situation of stair-climbing robot at home and abroad, clarified the purposes and meanings, introduced a overall structure of stair-climbing robot. After deeply analysis the stair-climbing frame and the object, designed a wheelsets stair-climbing robot with more advantages than others . Analyzed the kinematics model of the robot car,and demonstrate the available of achieving any curve movement with the rotation, straight forward, and arc forward . Robot can achieve track controlling based on speed matching. With the aid of virtual prototyping technology, through the 3D software of Solid Works, the dynamic analysis of the stair-climbing robot is carried out in ADAMS. At last, the thesis design the controller system with the core of C8051F310 based on rule environment ，In the control system, with the help of arranged ultrasonic sensors, get the two key parameters θ and q which import for climbing staircase Analyzed the circuit of high-power motor driving, design a more suitable circuit than IC L298N.Which is dc generator with highly efficient driving MOSFETⅡ.

Key words：Stair-climbing robot；Three–star wheels；MOSFET driving circuit；Single chip microcomputer C8051F310

II

目录

[摘要] ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- I Abstract ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ II

第一章 引言 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1

1.1 课题研究的目的和意义 ------------------------------------------------------------------------------------------ 1

1.2 移动机器人的发展概况 ------------------------------------------------------------------------------------------ 1

1.3 爬楼梯机器人目前的研究状况 --------------------------------------------------------------------------------- 4

1.4 论文研究的主要内容 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 6

第二章 爬楼机器人的总体设计 ---------------------------------------------------------------------------------------- 8

2.1 爬楼机器人的设计要求 ------------------------------------------------------------------------------------------ 8

2.2 爬楼机器人的总体方案 ------------------------------------------------------------------------------------------ 8

第三章 爬楼机器人传动、轮组及转向机构设计 --------------------------------------------------------------- 11

3.1爬楼梯机器人小车的执行电机选择 ------------------------------------------------------------------------- 11

3.1.1技术指标 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 11

3.1.2电机选型 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11

3.2爬楼机器人的机构设计 ----------------------------------------------------------------------------------------- 13

3.2.1 机器人小车传动机构设计 ------------------------------------------------------------------------------- 13

3.2.2传动部件的设计与校核 ----------------------------------------------------------------------------------- 15

3.2.3爬楼机器人转向机构设计 -------------------------------------------------------------------------------- 19

3.2.4机器人小车结构设计 --------------------------------------------------------------------------------------- 20

3.3爬楼机器人小车三维实体建模 ------------------------------------------------------------------------------- 22

3.3.1 Pro/E软件介绍 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 22

3.3.2三维实体建模 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 22

3.4 爬楼机器人小车行驶性能分析 ------------------------------------------------------------------------------- 23

3.4.1可跨越最大垂直障碍高度 -------------------------------------------------------------------------------- 23

3.4.2最小转弯半径 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 24

第四章 爬楼机器人控制系统设计 ----------------------------------------------------------------------------------- 26

4.1 机器人爬楼梯的控制目标 ------------------------------------------------------------------------------------- 26

4.2 机器人的体系结构及系统组成 ------------------------------------------------------------------------------- 26

4.3控制系统主要硬件的选择 -------------------------------------------------------------------------------------- 28

4.3.1单片机的选型 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 28

4.3.2传感器的选择 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 29

4.4机器人控制系统的程序编制 ----------------------------------------------------------------------------------- 31

第五章 总结与展望 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 38

5.1全文总结 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 38

5.2展望 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 38 致 谢 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- III 参考文献 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- IV

一种爬梯机械人的设计

第一章 引言

自盘古开天辟地，人类诞生以来，人们就一直用智慧开辟着完美的生活！进入新的 21世纪，人类除了致力于自身的发展外，还十分关注机器人、外星人和克隆人等问题。机器人正是本论文研究的对象。

“机器人”这人名词对许多人来说，并不陌生。从古代的神话传说，到现代的科学幻想小说，戏剧，电影和电视，都有许多关于机器人的精彩描绘。而且越来越多的机器人出现在我们的生活生产中，更多科学工作者和业余爱好者也投入到机器人研究的行列当中来 。

机器人应用范围遍及工业、科技和国防的各个领域。在“机器人王国”日本，一直拥有全世界 60%左右的机器人，工业机器人应用于最多的工业部部门依次为家用电器制造、汽车制造、塑料成型、通用机械制造和金属加工等工业，而且正应用于更多的新领域中。据统计，目前全世界服役机器人约100万台；机器人学也维持较好的发展势头，充满希望的进入这崭新的世纪。

1.1 课题研究的目的和意义

本文讨论的移动机器人是具有越障功能，能够灵巧翻越楼梯的一种光机电一体化的智能装置。用作搬运的自主移动机器人，要求能随工作任务和环境的改变，智能地重规划行驶路径，并要求能快速适应工作环境。要达到这种水平，当前还有很多问题需要深入的研究，而其中的机器人楼梯环境顺利翻爬问题是较为重要的一个研究课题。

越障机器人的研究，对扩展机器人的作业空间，在人不能到达或不便到达的环境中进行作业，具有重要的意义。越障机器人还可用于工业中的一些险难作业，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境.减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。楼梯是人造环境中的最常见的障碍，也是最难跨越的障碍之一，爬楼梯机器人的研究是解决当前全自主机器人在非结构环境下正常工作的重要环节之一。爬楼梯机器人可应用于危险环境探查、侦察、救灾、导盲、助残、搬运、清扫、维修、安装等作业，其实际意义重大。

1.2 移动机器人的发展概况

机器人一词最早使用是在 1920 年捷克作家卡雷尔²查培克的剧本《罗萨姆的万能机器人》中，剧中机器人(Robot)这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表、特征和功能的机器，是一种人造的劳力。

篇四 有自动搬货爬楼的机器吗
可伸缩叶轮式爬楼机器人

【有自动搬货爬楼的机器吗】

篇五 有自动搬货爬楼的机器吗
自动爬楼梯机器人设计说明书

【有自动搬货爬楼的机器吗】

篇六 有自动搬货爬楼的机器吗
一种简易遥控爬楼梯机器车的设计方案

一种简易遥控爬楼梯机器车的设计方案

【摘要】本设计是设计一款简易可以爬楼梯的机器车，采用飞思卡尔S12单片机作为核心控制器，外部接电机驱动模块，无线接收模块。轮胎采用SOILDWORKS软件建模，使用3D打印机打印出轮胎。

【关键词】爬楼梯；单片机；3D打印

1.引言

在传统驱动小车的设计中，在遇到楼梯等类似的障碍物的时候很难攀爬过去；或是专门的设计爬楼梯机器车可以实现爬楼梯的功能，但是其机械结构复杂，成本高昂，不容易设计。而本设计采用修改轮胎结构的方式，实现爬楼梯与平坦地面的行走，并且轮胎设计采用3D打印技术，大大加快了轮胎的设计与优化。

2.系统组成

本设计包含3D建模与3D打印，电路设计，与程序设计。

3.机器车车轮的设计和运动分析【有自动搬货爬楼的机器吗】

3.1 车轮的设计

本车的车轮采用轮齿式，车轮的设计灵感源自棘轮机构，其结构如图1所示。为保证小车运动平稳、转向灵活，车轮基体仍采用传统的圆形结构；为提高车轮的越障力，沿其周向有14个小齿，小齿相比普通齿轮较长，这样车轮轮齿可以较轻易的卡住障碍物，从而能顺利通过障碍，完成越障动作。

3.2 运动分析

本小车在越障过程中，小车除了轮子其他部件不应与障碍（台阶）相接触，小车的几何参数与障碍物（台阶）几何参数必须满足一定的条件，这样机器人才能爬上楼梯或穿越障碍。如图2所示，小车越障时的临界状态：

由图2可得如下关系：

（）

如果时，则越障小车可以顺利通过障碍。所以当时，可以求出后轮触地条件下的可通过的最大台阶高度。

4.电路设计方案

篇七 有自动搬货爬楼的机器吗
一种新型的爬楼梯机器人

机械 2009年第5期 总第36卷 机器人技术 ·75·

一种新型的爬楼梯机器人

黄先琪

（四川交通职业技术学院 机电工程研究所，四川 成都 611130）

摘要：研制了一种利用平行四边形变形特点，实现上下楼梯功能的机器人，用于楼道、墙面自动吸尘器。该机器人结构紧凑、体积小、重量轻、操作方便，爬楼梯速度快、平稳可靠，采用单片机控制系统，用以协调整个系统的行走、转向等动作，实现全工作过程的自动化。实验结果验证平行四边形机构机器人具有较强的越障能力和路面适应能力。 关键词：爬越；楼梯；机器人；设计

中图分类号：TP242.3 文献标识码：A 文章编号：1006－0316 (2009) 05－0075－02

A new type of stair climbing robot research

HUANG Xian-qi

(Sichuan Traffic Vocational and Technical College，Chengdu 611130，China)

Abstract：A new type of stair climbing robot using parallelogram deformation characteristics is designed for auto vacuum cleaner for corridors and walls. The robot is compact, small size, light weight, easy to operate, stair climbing fast, reliable and stable. A single-chip computer control system is used for coordinating the entire operating system, which can coordinate the actions of processing and turning. The experimental results verify the parallelogram robot has a good ability to over obstacles and adapt roads.

Key words：climbing；stairs；robot；design

1 爬楼梯机器人现状

移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。早在20世纪60年代，就已经开始了关于移动机器人的研究，按照移动方式可以采用轮式、履带式和腿式三种机构模型。

人称为履带式机器人（图2）。地面适应性强、稳定性高、机构简单，但能量损耗高。

1.3 腿式机器人

模仿人类或其它动物腿部运动的机器人称为腿式机器人（图3）。地面适应性强，稳定性高，但机构及控制复杂、运行速度低。

1.1 轮式机器人

直接利用车轮或类轮转动达到行进或爬坡目的的机器人称为轮式机器人（图1）。在满足一定地形适应性前提下，可充分发挥移动机器人移动灵活、控制简单等优点。但对地形的适应性大小与轮子的数量成正比，随着轮子数量的增加又带来了体积庞大、重量重等缺点。

图1 轮式机器人 图2 履带式机器人 图3 腿式机器人

2 爬越楼梯机器人机构设计

2.1 楼道、墙面自动吸尘器设计方案

楼道、墙面自动吸尘器由原动系统、传动系统、

1.2 履带式机器人

直接利用履带转动达到行进或爬坡目的的机器

————————————————

收稿日期：2009－03－23

作者简介：黄先琪（1959－），四川南部人，教授级高级工程师，工学学士，主要研究方向为机电系统设计。

·76· 机器人技术 机械 2009年第5期 总第36卷 工作系统和控制系统等组成，通过德国慧鱼创意组合模型完成组装（图4）。该机器人本体与平行四边形机构用铰链相连，六个车轮的直径均为85 mm；前轮上安装有二个电动机，一个驱动转向，另一个驱动小车的前进和后退；中间轮和后轮上各安装有一个电动机，驱动小车前进和后退；四个电动机具有相同的功率。

利用平行四边形变形特点，改变与主体相连平行四边形机构的角度，可使前车轮、中间车轮分别抬起和落下，来实现自适应在楼梯面的爬行。

个四边形机构来达到在楼梯上行进的目的。

2.3 爬楼梯运动分析

经试验，在驱动力允许条件下，该机器可爬楼梯台阶的高度为40 mm。爬楼梯过程如图6所示：首先整车向前运动，直到前轮接触台阶（图6（a）），然后前轮越过台阶（图6（b）），这时前车轮机构向上抬起，然后在中间轮和后轮电动机驱动力的作用下，前两个轮子越过台阶（图6（c）），而中间轮和后轮与台阶始终保持接触，当中间两个轮子越过台阶时（图6（d）），安装在主体机构上的后车轮在电动机作用下同时爬楼梯台阶（图6（e））。

2.2 楼道、墙面自动吸尘器本体结构分析

本体主要起支撑整车支架的作用。前端、中间采用二轴四轮驱动轮，分别安装在两侧向平行四边形机构上，与其链接在一起。同时，本体上安放了小车控制机构，尾部安装一轴二轮驱动轮。后车轮也用来起支撑作用，后车轮采用电动轮，其动力有助于提高吸尘器爬越楼梯的能力。在本体上连接两

图4 楼道、墙面自动吸尘器 图5 本体结构

N

N 修正量Nω

ωα ω ω ω ω K3OO ωF2 F1 K1 ωωO'O H∆O2 O3 H O1 O OF Oθ OO OG总 l LH G总 G

（a） （b） （c）

N ΣF'F

ω3

ω

ω ωO' O OωωOO OF1ΣFF2∆

OOG

（d） （e）

图6 爬楼梯示意图

3 小结

楼道、墙面自动吸尘器本体采用平行四边形机构实现上下楼梯功能，爬行速度快、平稳可靠。转向机构采用传统差速机构，增加红外线位置扫描系统实现智能化。吸尘器机构采用伸缩机构，同时实现对地面、楼梯、扶手及墙面的自动吸尘。控制系统采用单片机控制器，用以协调整个系统行走、转向、伸缩及吸尘等动作，实现全工作过程的自动化。

该机器人参加2008年9月第三届全国大学生机

械创新设计大赛慧鱼组竞赛并荣获一等奖。

参考文献：

[1]李波，等. 可爬越楼梯的新型地面移动侦察车辆研究[J]. 兰州工业高等专科学校学报，2004，（12）.

[2]乔凤斌，等. 机器人六轮移动机器人爬楼梯能力分析[J]. 机器人，2004，（7）.

[3]徐国华，等. 移动机器人的发展现状及其趋势[J]. 机器人技术与应用，2001，（6）.

[4]李翠兰，等. 一种新型的可被动适应崎岖表面的六轮月球漫游车[J].传动技术，2005，（3）.