一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置及方法与流程

本发明涉及搬运领域，特别涉及一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置及方法。

背景技术：

在运输机器人遇到台阶时常采用履带或者逐轮升降的结构，履带因其不灵活公路性能较差有其很大的局限性，而逐轮升降的方法结构复杂，制造成本高。因此有必要提供一种新的设备来解决该问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置，便于复杂地形的运输。

本发明的另一目的在于提供一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的方法。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置，包括麦克纳姆轮底盘、固定在麦克纳姆轮底盘上的电机、与电机转轴相连的气缸、与气缸伸缩端相连的支撑柱、与支撑柱相连的平板、固定在平板上的小型电机、用于高处台阶的卡位的水平触手和垂直触手；水平触手设置在平板的前端，水平触手向下与平板按照预设的倾斜角度固定设置；垂直触手设置在平板下方，与水平触手垂直设置。

所述平板的上表面设置成梯级式或锯齿状。平板的上表面进行处理后增大轮子的摩擦力有利于车子上坡。

所述机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置，还包括台阶。机械装置在运输车经过深坑，水潭，乱石草地不易通过的复杂地形时，可装在车上并自带一台阶，选择相应适宜的板长自主架桥跨越障碍区。

本发明的另一目的是通过下述技术方案来实现的：

一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的方法，包含以下步骤：

s1、在遇到台阶时，气缸伸出，电机从初始位置带动支撑柱转过一定角度，平板上的小型电机同样转过一定角度，麦克纳姆轮底盘的车轮开到台阶前水平触手和垂直触手分别与台阶的上表面和侧面接触；

s2、在水平触手和垂直触手卡好位置后，电机和小型电机断电，使支撑柱处于自由摆动状态，关闭气缸气源使气缸处于自由伸缩状态，此时麦克纳姆轮底盘的前轮继续往前行驶即可踏着平板上坡；

s3、麦克纳姆轮底盘的后轮继续往前推进至轮子完全登上台阶；

s4、轮子完全登上台阶后，电机转过一定角度，小型电机亦转过一定角度，气缸收缩收起平板，至此完成一套上搭桥动作。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明在运输途中突发情况遇到乱石深坑等复杂地形时可自带适宜的台阶选择适宜的板长自助搭桥跨越复杂地形。

2、本发明的机械结构具有不影响车子性能，装拆方便，更换方便等优点。

3、本发明的水平触手和垂直触手可使平板完全固定在台阶上而不会在车前进的推力和轮子的摩擦力下产生脱离。

4、本发明为避免气缸的伸缩端直接与平板相连受力，通过气缸的伸缩端与支撑柱相连，支撑柱与平板相连的方法保护气缸。

附图说明

图1是本发明所述一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置的结构示意图。

图2是本发明所述一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置的结构示意图。

图3是本发明所述一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置的结构示意图。

图4是本发明所述一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置的登台状态一的示意图。

图5是本发明所述一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置的登台状态二的示意图。

图6是本发明所述一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置的登台状态三的示意图。

图7是本发明所述一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置的登台状态四的示意图。

图中所示为：1-电机；2-气缸；3-支撑柱；4-平板；5-小型电机；6-垂直触手；7-水平触手；8-麦克纳姆轮底盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表达的范围。

如图1、2、3所示，一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置，其特征在于：包括麦克纳姆轮底盘8、固定在底盘上的电机1、与电机转轴相连的气缸2、与气缸伸缩端相连的支撑柱3、与支撑柱3相连的平板4、固定在平板4上的小型电机5、用于高处台阶的卡位的水平触手7和垂直触手6。

如图4所示：所述机械结构在遇到台阶时，气缸2伸出，电机1从初始位置带动机械臂转过一定角度，底盘上的小型电机5同样转过一定角度，麦轮底盘开到台阶前始水平触手7和垂直触手6分别与台阶的上表面和侧面接触。

所述的水平触手7和垂直触手6卡好位置后，使电机1和小型电机5处于断电自由摆动状态，关闭气缸2气源使气缸处于自由伸缩状态，此时麦轮继续往前行驶即可踏着平板4上坡，如图5所示为一轮已上台阶的状态。

如图6所示：所述的后轮继续向前推进可登上台阶。

如图7所示：完全登上台阶后电机1和小型电机5翻转一定角度，气缸2收缩收起平板4完成一套上台动作。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种机械臂辅助上楼梯并跨越复杂地形的机械装置，包括麦克纳姆轮底盘、固定在麦克纳姆轮底盘上的电机、与电机转轴相连的气缸、与气缸伸缩端相连的支撑柱、与支撑柱相连的平板、固定在平板上的小型电机、用于高处台阶的卡位的水平触手和垂直触手；水平触手设置在平板的前端，水平触手向下与平板按照预设的倾斜角度固定设置；垂直触手设置在平板下方，与水平触手垂直设置。本发明可应用于运输领域，便于复杂地形的运输。

技术研发人员：张东;李健生;张波;赵世杰;刘相乾;蔡德铮
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2017.06.15
技术公布日：2017.11.07