CN101417661A - 楼道运输车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的楼道运输车涉及一种运输设备，尤其是一种能载物载人上下台阶、斜坡和通过不平坦路面的运输车辆。它至少包括车架、一只星型轨道轮、一只驱动齿轮和一组复位弹簧，驱动齿轮铰支在车架底部，驱动齿轮与星型轨道轮的轨道啮合，复位弹簧一端固定在星型轨道轮公共轴上，另一端固定在车架上。所述星型轨道轮至少包括N只星轮、N根星轮轴、驱动齿轮盖板、星轮制动器和星型轨道盘。所述N大于等于2。本发明使用时，星型轨道轮类似于老式的星型轮那样翻转着通过台阶、斜坡、不平坦路面等，而星型轨道轮上的星型轨道盘就像是在不断铺设延伸的轨道。本发明具有运行平稳、速度快、适用于狭窄空间的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种运输设备，尤其是一种能载物载人上下台阶、斜坡和通过不平坦路面的运输车辆。
背景技术
一直以来搬运重物及行动不便的人上下楼道台阶都是非常费力的，于是国内外研发出许多爬楼装置，这些装置按运动方式分类主要有两种：连续型、间歇型。
连续型又分为履带式和星型轮式。履带式运动比较平稳，重心波动小。但是履带与楼梯角接触压力很大，对楼梯和履带都有较大磨损，同时履带较长严重影响设备的转弯能力，履带式爬坡及台阶的仰角范围也比较小。星型轮式的运动和转向都比较灵活，但整车的支点不断在各星轮之间转换，而整车的重心位置在星型轮公共轴垂线上，因此重心与支点之间不断存在一个倾覆扭矩，造成运动平稳性较差，无效功耗较大，同时为保持平衡也必须迫使爬楼速度放缓。
间歇型有两套支撑装置交替支撑实现上下台阶，类似人上下台阶的过程。它们的优点是运动平稳，缺点是设备结构复杂，必须涉及执行控制系统，且运动迟缓。
发明内容
本发明的目的在于克服上述各种类型楼道运输车的缺陷，吸取履带式和星型轮式的优点，提供一种运行平稳、速度快、适用于狭窄空间的，具有能载物载人上下台阶、斜坡和通过不平坦路面功能的楼道运输车。
本发明的技术解决方案是：楼道运输车，它包括车架，其特征在于：它至少还包括一只星型轨道轮、一只驱动齿轮和一组复位弹簧，驱动齿轮铰支在车架底部，驱动齿轮与星型轨道轮的轨道啮合，复位弹簧一端固定在星型轨道轮公共轴上，另一端固定在车架上。所述星型轨道轮至少包括N只星轮、N根星轮轴、驱动齿轮盖板、星轮制动器和星型轨道盘；星型轨道盘呈侧面与底面垂直的盘形，其内侧面上设置有可与驱动齿轮啮合的齿，其底面呈正N角星的平滑过渡形状，星型轨道盘底面内侧设有驱动齿轮定位槽，定位槽至侧面的距离与驱动齿轮半径吻合；N根星轮轴分别从星型轨道盘底面外侧固定在星型轨道盘底面的各角的前部位置，星轮活动套接在星轮轴上；星轮制动器设置在星轮的一侧，它至少包括抵触轮、摩擦棒和复位弹簧，抵触轮挤压台阶面从而带动摩擦棒制动星轮，抵触轮离开台阶面后复位弹簧带动摩擦棒复位；驱动齿轮盖板固定在星型轨道盘的开口端，它将驱动齿轮限位在星型轨道盘内，固定在驱动齿轮轴心位置上的定位滑轮与定位槽配合；所述N大于等于2。
所述星型轨道盘底面形状即轮廓线由N道星角圆弧和过渡圆弧组成，星角的圆弧半径必须大于驱动齿轮半径，且差值越大越好，过渡圆弧为相邻两星角的圆弧的公共相切圆弧，过渡圆弧在星型轨道盘运动过程中不能接触台阶角。
所述星轮轴与星型轨道盘底面的固定点位于各星角圆弧的圆心。
所述星型轨道轮可以采用如下结构：它由N只星轮、N根星轮轴、一块星轮固定板、一个星轮制动器、一块驱动齿轮盖板和一个星型轨道盘组成。星型轨道盘呈侧面与底面垂直的盘形，其内侧面上设置有可与驱动齿轮啮合的齿，其底面呈正N角星的平滑过渡形状，星型轨道盘底面内侧设有驱动齿轮定位槽，定位槽至侧面的距离与驱动齿轮的半径吻合，定位槽的形状与固定在驱动齿轮轴心位置上的定位滑轮对应；星轮固定板呈类正N角形状，星轮轴的一端固定在星轮固定板上，另一端固定在星型轨道盘底面的各顶角圆弧圆心位置，星轮活动套接在星轮轴上；星轮制动器设置在星型轨道盘和星轮之间，星轮制动器由支架、N只抵触轮、N根摩擦棒和N根复位弹簧组成，支架呈类正N角星形，支架的中心铰接在星轮固定板的中心位置，N只抵触轮分别铰支在支架各顶角最前端，N根摩擦棒分别垂直固定在支架上，其固定点为支架各顶点与支架中心点的连线与星轮的切点，摩擦棒的另一端伸在各星轮之间，支架各角前端与星轮固定板各角前端之间分别连接有复位弹簧；在支架上固定有一个凸块，在星轮固定板上铰接有一根手动制动杆，当手动制动杆被手动卡入凸块中时，摩擦棒制动星轮；驱动齿轮盖板是一个外形与星型轨道盘底面相同的环，驱动齿轮盖板固定在星型轨道盘的开口端，驱动齿轮盖板宽度小于驱动齿轮的半径。
所述星型轨道轮也可以采用如下结构：它包括N只星轮、N根星轮轴、N个星轮制动器、一个星型轨道盘和一块驱动齿轮盖板；星型轨道盘呈侧面与底面垂直的盘形，其内侧面上设置有可与驱动齿轮啮合的齿，其底面呈正N角星的平滑过渡形状，轮廓线由N道星角圆弧和N道过渡圆弧组成，星角的圆弧半径必须大于驱动齿轮的半径，且差值越大越好，过渡圆弧为相邻两星角的圆弧的公共相切圆弧，过渡圆弧在星型轨道盘的运动过程中不能接触台阶角；星型轨道盘底面内侧设有驱动齿轮定位槽，定位槽至侧面的距离与驱动齿轮的半径吻合，定位槽的形状与固定在驱动齿轮轴心位置上的定位滑轮对应；N根星轮轴的一端分别固定在星型轨道盘底面外侧各角顶部位置，星轮通过轴承支承在星轮轴上，星轮轴的另一端固定有制动器安装盘；星轮制动器安装在制动器安装盘上，它包括复位弹簧、制动杆、定位键、摩擦棒和抵触轮，复位弹簧一端固定在制动器安装盘上，另一端在制动杆的尾端；定位键嵌在制动杆上的槽中，并与制动器安装盘固定；抵触轮铰支在制动杆的顶端；摩擦棒固定在制动杆的内侧，当抵触轮接触台阶面并受到挤压时，摩擦棒与星轮上的凸环发生摩擦，起到制动作用；驱动齿轮盖板固定在星型轨道盘的开口处。
所述驱动齿轮可以采用人力推拉车架扶手的方式直接驱动，也可通过电机驱动，所述电机具有正反转输出功能。
电机驱动驱动齿轮的技术方案为：电机固定在车架上，电机通过变速箱传动传动机构，传动机构传动驱动齿轮；所述传动机构可采用链轮传动机构、齿轮传动机构或皮带轮传动机构，传动机构中包含离合器和刹车装置。
所述变速箱具有至少两种以上的输出速度。
所述刹车装置可以是轮刹装置，也可以是轴刹装置。
本发明使用时，星型轨道轮类似于老式的星型轮那样翻转着通过台阶、斜坡、不平坦路面等，而星型轨道轮上的星型轨道盘就像是在不断铺设延伸的轨道。本发明的车架支承于驱动齿轮，驱动齿轮驱动车架沿轨道连续平稳运动。因此本发明的优点是：1、由于上下台阶、斜坡和通过不平坦路面时，整车的重心和支点均在通过驱动齿轮的垂直线上，不存在一般星型轮式车的倾覆扭矩，因此运行平稳、没有无效功耗；2、由于运行平稳，因此无需刻意放慢速度，使得速度得以提升；3、本发明具有一般星型轮式车运动、转向灵活的优点，适用于过道、楼道等狭窄空间。
附图说明
图1为本发明最佳实施例侧视图。
图2为本发明最佳实施例主视图。
图3为本发明最佳实施例三轮式星轮制动器示意图。
图4为本发明无星轮固定板式三星型轨道轮侧视图。
图5为本发明无星轮固定板式三星型轨道轮主视图。
图6为本发明无星轮固定板式三星型轨道轮的星轮制动器剖视图。
图7为本发明三轮式星型轨道轮上楼过程演示图。
图8为本发明三轮式星型轨道轮下楼过程演示图。
图9为本发明三轮式星型轨道轮爬坡过程演示图。
图中：1、万向轮，2、承载框架，3、4、17、链轮，5、20、复位弹簧组，6、星型轨道轮，7、推拉扶手，8、弹簧松紧手柄，9、刹车操纵手柄，10、离合器操纵手柄，11、电机及正反转开关，12、星型轨道盘，13、星轮，14、弹簧支撑环，15、公共轴，16、驱动齿轮，18、驱动齿轮盖板，19、定位槽，21、电机，22、变速操纵手柄，23、星轮固定板，24、星轮轴，25、支架，26、摩擦棒，27、轴，28、定位滑轮，29、抵触轮，30、电机，31、变速箱，32、带离合器的链轮，33、刹车装置，34、中介轴，35、38、复位弹簧，36、凸块，37、手动制动杆，39、定位键，40、制动杆，41、制动器安装盘。
具体实施方式
下面结合附图1-3，对本发明最佳实施方案进行详细说明。
本实施例可采用人力与电机两种驱动方式，并且在车架上设置了两只星型轨道轮，每只星型轨道轮所包含星轮数为三只。具体方案如下：
如图1、2，楼道运输车，它的车架至少包括承载框架2和与承载框架2固定联接的推拉扶手7，具体结构可根据载物或载人的具体要求设计，车架承载框架2底部前端两侧各固定有一只万向轮1。
如图1、2、3，星型轨道轮6由三只星轮13、三根星轮轴24、一块星轮固定板23、一个星轮制动器、一块驱动齿轮盖板18和一个星型轨道盘12组成。星型轨道盘12呈侧面与底面垂直的盘形，其内侧面上设置有可与驱动齿轮16啮合的齿，其底面呈正三角星的平滑过渡形状，星型轨道盘底面内侧设有驱动齿轮定位槽19，定位槽19至侧面的距离与驱动齿轮16的半径吻合，定位槽19的形状与固定在驱动齿轮16轴心位置上的定位滑轮28对应；星轮固定板23呈类正三角形状，星轮轴24的一端固定在星轮固定板23上，另一端固定在星型轨道盘12底面的各顶角圆弧圆心位置，星轮13活动套接在星轮轴24上；星轮制动器设置在星型轨道盘12和星轮13之间，星轮制动器由支架25、三只抵触轮29、三根摩擦棒26和三根复位弹簧35组成，支架25呈类正三角星形，支架25的中心铰接在星轮固定板23的中心位置，三只抵触轮29分别铰支在支架25各顶角最前端，三根摩擦棒26分别垂直固定在支架25上，其固定点为支架25各顶点与支架25中心点的连线与星轮13的切点，摩擦棒26的另一端伸在各星轮13之间，支架25各角前端与星轮固定板23各角前端之间分别连接有复位弹簧35；在支架25上固定有一个凸块36，在星轮固定板23上铰接有一根手动制动杆37，当手动制动杆37被手动卡入凸块36中时，摩擦棒26制动星轮13；驱动齿轮盖板18是一个形状与星型轨道盘底面相同的环，驱动齿轮盖板18固定在星型轨道盘12的开口端，驱动齿轮盖板18宽度小于驱动齿轮16的半径。
如图1、2，星型轨道轮机构由两只星型轨道轮6、一根公共轴15和两组复位弹簧5、20组成。两只星型轨道轮6相背设置，公共轴15两端分别固定在两块星轮固定板23的中心位置，复位弹簧组5和复位弹簧组20分别由二根弹簧组成，其中一根弹簧固定于公共轴15上的弹簧支撑环14与车架承载框架2之间，另一根弹簧固定于公共轴15上的弹簧支撑环14与车架推拉扶手7之间，复位弹簧组5和复位弹簧组20分别通过弹簧松紧手柄8调节弹簧组的复位功能。
如图1、2，电机30固定在车架承载框架2的底板上，电机30具有正反转功能，电机30通过变速箱31实现双档减速，并由链轮4实现动力输出。链轮4通过带离合器的链轮32驱动中介轴34，中介轴34上设置有轴刹装置33。链轮3固定在中介轴34上，并通过链条驱动链轮17。两根轴27分别支承在车架承载框架2底部后端两侧框架上，链轮17和驱动齿轮16分别固定于轴27的两端。驱动齿轮16与星型轨道盘12啮合，链轮17带动驱动齿轮16沿星型轨道盘12侧面轨道运动，固定在驱动齿轮16轴心位置上的定位滑轮28沿星型轨道盘12上的定位槽19运动。驱动齿轮盖板18将驱动齿轮16限位在星型轨道盘12内，防止它轴向蹿位，脱离轨道。刹车操纵手柄9、离合器操纵手柄10、电机及正反转开关11、变速操纵手柄22均固定在车架推拉扶手7上，它们分别通过操纵线与刹车装置33、链轮离合器32、电机30和变速箱31联接。
下面结合附图4-6，对本发明无星轮固定板式三星型轨道轮作详细说明。
无星轮固定板式三星型轨道轮6包括三只星轮13、三根星轮轴24、三个星轮制动器、一个星型轨道盘12和一块驱动齿轮盖板18。星型轨道盘12呈侧面与底面垂直的盘形，其内侧面上设置有可与驱动齿轮16啮合的齿，其底面呈正三角星的平滑过渡形状，轮廓线由三道星角圆弧和三道过渡圆弧组成，星角的圆弧半径必须大于驱动齿轮16的半径，且差值越大越好，过渡圆弧为相邻两星角的圆弧的公共相切圆弧，过渡圆弧在星型轨道盘12的运动过程中不能接触台阶角。星型轨道盘底面内侧设有驱动齿轮定位槽19，定位槽19至侧面的距离与驱动齿轮16的半径吻合，定位槽19的形状与固定在驱动齿轮16轴心位置上的定位滑轮28对应。三根星轮轴24的一端分别固定在星型轨道盘12底面外侧各角顶部位置，星轮13通过轴承端盖和轴承支承在星轮轴24上，星轮轴24的另一端固定有制动器安装盘41。星轮制动器安装在制动器安装盘41上；它包括复位弹簧38、制动杆40、定位键39、摩擦棒26和抵触轮29，复位弹簧38一端固定在制动器安装盘41上，另一端在制动杆40的尾端；定位键39嵌在制动杆40上的槽中，并与制动器安装盘41固定；抵触轮29铰支在制动杆40的顶端；摩擦棒26固定在制动杆40的内侧，当抵触轮29接触台阶面并受到挤压时，摩擦棒26与星轮13上的凸环发生摩擦，起到制动作用。驱动齿轮盖板18固定在星型轨道盘12的开口处。
当无星轮固定板式三星型轨道轮6要配对作用时，公共轴15直接固定在星型轨道盘12底面外侧。
下面结合附图7-9详细说明本发明最佳实施方案中星型轨道轮6上、下台阶及斜坡的过程。
如图7所示，上楼时星轮13停留在地面和第一级台阶上，星轮制动器中的抵触轮29接触第一级台阶，使摩擦棒26顶住星轮13，将星轮13锁住不动。打开电机上楼开关11，电机30驱动驱动齿轮16沿星型轨道盘12向上运动，当驱动齿轮16运动到第一级台阶面上时，星型轨道轮机构在整车重力和复位弹簧组5、20的共同作用下向上翻转，随即抵触轮29离开台阶面，摩擦棒26在复位弹簧35的作用下复位，星轮制动器解除对星轮13的制动作用，当星轮13停留在第一和第二级台阶上时，星轮制动器再次制动星轮13，重复以上动作，就好象不断在台阶上铺设轨道，整车沿轨道连续运动，从而完成上楼动作。上楼也可以人力驱动，即依靠人拉扶手7，给驱动齿轮16一个运动力，星型轨道轮6的运动方式与电机驱动一致。
图8所示为下楼过程。下楼的方式有两种：一种是电机驱动，其过程与上楼相似，只要转换电机的转向即可；另一种方式是人力驱动。当人力驱动时，调节离合器操纵手柄10，使离合器链轮32中的离合器处于分离状态，调节弹簧松紧手柄8，使复位弹簧组5和20中与车架推拉扶手7连接的弹簧松开，星轮13在复位弹簧组5和20中与车架承载框架2连接的弹簧的作用力和整车自重力的共同作用下，不断向下翻滚，也就好象不断在台阶上铺设轨道，整车沿轨道连续运动，从而完成下楼动作。当人力驱动下楼时，下楼速度可通过调节刹车操纵手柄9来操纵刹车装置33来实现减速和刹车功能。
图9所示为上坡过程，将手动制动杆37手动卡入凸块36中时，摩擦棒26制动星轮13，驱动齿轮16在外力驱动下沿星型轨道盘12的轨道运行，当运行过前星轮13的支承点对应轨道位置后，星型轨道轮机构在整车重力和复位弹簧组5、20的共同作用下向前翻转一个轮位，驱动齿轮16继续向前运行，星型轨道轮机构重复以上动作，就好象不断在斜坡上铺设轨道，整车沿轨道连续运动，从而完成上坡动作。下坡过程与上坡过程类似，只是运动方向相反。
上述实施例已经进行了详细阐述，本领域普通技术人员如依据技术方案作出的变化，如星轮采用二只、四只、五只或六只等，星型轨道轮采用一只、三只或四只等，均在技术方案范畴内。
Claims (10)
1、楼道运输车，它包括车架，其特征在于：它至少还包括一只星型轨道轮、一只驱动齿轮和一组复位弹簧，驱动齿轮铰支在车架底部，驱动齿轮与星型轨道轮的轨道啮合，复位弹簧一端固定在星型轨道轮公共轴上，另一端固定在车架上；所述星型轨道轮至少包括N只星轮、N根星轮轴、驱动齿轮盖板、星轮制动器和星型轨道盘；星型轨道盘呈侧面与底面垂直的盘形，其内侧面上设置有可与驱动齿轮啮合的齿，其底面呈正N角星的平滑过渡形状，星型轨道盘底面内侧设有驱动齿轮定位槽，定位槽至侧面的距离与驱动齿轮半径吻合；N根星轮轴分别从星型轨道盘底面外侧固定在星型轨道盘底面的各角的前部位置，星轮活动套接在星轮轴上；星轮制动器设置在星轮的一侧，它至少包括抵触轮、摩擦棒和复位弹簧，抵触轮挤压台阶面从而带动摩擦棒制动星轮，抵触轮离开台阶面后复位弹簧带动摩擦棒复位；驱动齿轮盖板固定在星型轨道盘的开口端；所述N大于等于2。
2、据权利要求1所述的楼道运输车，其特征在于：所述星型轨道盘底面形状即轮廓线由N道星角圆弧和过渡圆弧组成，星角的圆弧半径必须大于驱动齿轮半径，且差值越大越好，过渡圆弧为相邻两星角的圆弧的公共相切圆弧，过渡圆弧在星型轨道盘运动过程中不能接触台阶角。
3、据权利要求1所述的楼道运输车，其特征在于：所述驱动齿轮可以采用人力推拉车架扶手的方式直接驱动，也可通过电机驱动，所述电机具有正反转输出功能。
4、据权利要求2所述的楼道运输车，其特征在于：所述星轮轴与星型轨道盘底面的固定点位于各角圆弧的圆心。
5、据权利要求3所述的楼道运输车，其特征在于：电机驱动驱动齿轮的技术方案为：电机固定在车架上，电机通过变速箱传动传动机构，传动机构传动驱动齿轮；所述传动机构可采用链轮传动机构、齿轮传动机构或皮带轮传动机构，传动机构中包含离合器和刹车装置。
6、据权利要求4所述的楼道运输车，其特征在于：星型轨道轮由N只星轮、N根星轮轴、一块星轮固定板、一个星轮制动器、一块驱动齿轮盖板和一个星型轨道盘组成。星型轨道盘呈侧面与底面垂直的盘形，其内侧面上设置有可与驱动齿轮啮合的齿，其底面呈正N角星的平滑过渡形状，星型轨道盘底面内侧设有驱动齿轮定位槽，定位槽至侧面的距离与驱动齿轮的半径吻合，定位槽的形状与固定在驱动齿轮轴心位置上的定位滑轮对应；星轮固定板呈类正N角形状，星轮轴的一端固定在星轮固定板上，另一端固定在星型轨道盘底面的各顶角圆弧圆心位置，星轮活动套接在星轮轴上；星轮制动器设置在星型轨道盘和星轮之间，星轮制动器由支架、N只抵触轮、N根摩擦棒和N根复位弹簧组成，支架呈类正N角星形，支架的中心铰接在星轮固定板的中心位置，N只抵触轮分别铰支在支架各顶角最前端，N根摩擦棒分别垂直固定在支架上，其固定点为支架各顶点与支架中心点的连线与星轮的切点，摩擦棒的另一端伸在各星轮之间，支架各角前端与星轮固定板各角前端之间分别连接有复位弹簧；在支架上固定有一个凸块，在星轮固定板上铰接有一根手动制动杆，当手动制动杆被手动卡入凸块中时，摩擦棒制动星轮；驱动齿轮盖板是一个形状与星型轨道盘底面相同的环，驱动齿轮盖板固定在星型轨道盘的开口端，驱动齿轮盖板宽度小于驱动齿轮的半径。
7、据权利要求4所述的楼道运输车，其特征在于：星型轨道轮包括N只星轮、N根星轮轴、N个星轮制动器、一个星型轨道盘和一块驱动齿轮盖板；星型轨道盘呈侧面与底面垂直的盘形，其内侧面上设置有可与驱动齿轮啮合的齿，其底面呈正N角星的平滑过渡形状，轮廓线由N道星角圆弧和N道过渡圆弧组成，星角的圆弧半径必须大于驱动齿轮的半径，且差值越大越好，过渡圆弧为相邻两星角的圆弧的公共相切圆弧，过渡圆弧在星型轨道盘的运动过程中不能接触台阶角；星型轨道盘底面内侧设有驱动齿轮定位槽，定位槽至侧面的距离与驱动齿轮的半径吻合，定位槽的形状与固定在驱动齿轮轴心位置上的定位滑轮对应；N根星轮轴的一端分别固定在星型轨道盘底面外侧各角顶部位置，星轮通过轴承端盖和轴承支承在星轮轴上，星轮轴的另一端固定有制动器安装盘；星轮制动器安装在制动器安装盘上，它包括复位弹簧、制动杆、定位键、摩擦棒和抵触轮，复位弹簧一端固定在制动器安装盘上，另一端在制动杆的尾端；定位键嵌在制动杆上的槽中，并与制动器安装盘固定；抵触轮铰支在制动杆的顶端；摩擦棒固定在制动杆的内侧，当抵触轮接触台阶面并受到挤压时，摩擦棒与星轮上的凸环发生摩擦，起到制动作用；驱动齿轮盖板固定在星型轨道盘的开口处。
8、据权利要求5所述的楼道运输车，其特征在于：所述变速箱具有至少两种以上的输出速度。
9、据权利要求5所述的楼道运输车，其特征在于：所述刹车装置可以是轮刹装置，也可以是轴刹装置。
10、据权利要求5所述的楼道运输车，其特征在于：电机固定在车架承载框架的底板上，电机具有正反转功能，电机通过变速箱实现双档减速，并由链轮实现动力输出；链轮通过带离合器的链轮驱动中介轴，中介轴上设置有轴刹装置；中介链轮固定在中介轴上，并通过链条驱动驱动链轮；两根轴分别支承在车架承载框架底部后端两侧框架上，驱动链轮和驱动齿轮分别固定于轴的两端；刹车操纵手柄、离合器操纵手柄、电机及正反转开关、变速操纵手柄均固定在车架推拉扶手上，它们分别通过操纵线与刹车装置、链轮离合器、电机和变速箱联接。
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