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(xué)習(xí)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(xué)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(xué)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(xué)習(xí)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(xué)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(xué)座椅解決的僅僅是學(xué)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(xué)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(zé)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(dāng)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(xué)生需要自由的排列組合，增加 了學(xué)生上課的趣味性，提高課堂學(xué)習(xí)氣氛和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能動性，打破現(xiàn)在教學(xué)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(xué)