CN105620538A - 一种爬楼机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及爬楼设备技术领域，尤其涉及一种爬楼机。本发明的一种爬楼机，包括基架，和能同时在竖直方向上下往复运动和在水平方向左右往复摆动的伸缩摆腿，还包括抬腿传动机构和动力装置，伸缩摆腿的一端与基架可转动连接，伸缩摆腿的另一端设置有用于撑起基架的拔地脚，动力装置设置于基架且通过抬腿传动机构驱动伸缩摆腿往复运动。本发明的一种爬楼机，结构简单，无需使用传感器，能沿着楼梯攀爬，可用于运载货物，节省人力，可靠性高，生产成本低。

Description

一种爬楼机

技术领域

本发明涉及爬楼设备技术领域，尤其涉及一种爬楼机。

背景技术

目前中国大部分的居民楼房均没有设置电梯，在需要沿着楼梯搬运货物时，只能采用人工搬运，当货物较重或体积较大时，需要多人协助才能搬运，由于楼梯间的空间有限，多人搬运时协调不便，严重影响搬运效率，且容易发生意外。随着机器人技术的发展，对其功能的要求日益增加，现有技术中的很多机器人都是在平坦的路面上行走，不能很好的适应地面的变化，尤其是针对爬楼梯设计的机器人还不多见。仿生式机器人能够满足某些特殊的性能要求，但是仿生结构自由度高，结构复杂，需要的传感器数量巨大，控制程序复杂且稳定性低，同时成本很高，使得此类机器人在应用中受到很大的限制。

因此有必要提供一种结构简单，性能可靠的爬楼机。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种爬楼机，结构简单，性能可靠，能沿着楼梯攀爬，可用于运输货物，节省人力。

为实现上述目的，本发明的一种爬楼机，包括基架，和能同时在竖直方向上下往复运动和在水平方向左右往复摆动的伸缩摆腿，还包括抬腿传动机构和动力装置，伸缩摆腿的一端与基架可转动连接，伸缩摆腿的另一端设置有用于撑起基架的拔地脚，动力装置设置于基架且通过抬腿传动机构驱动伸缩摆腿往复运动。

优选的，还包括滑块，滑块滑动设置于基架，伸缩摆腿的一端与滑块铰接。

优选的，所述抬腿传动机构包括行星曲柄和动力曲柄，动力曲柄与动力装置固定连接，行星曲柄的一端与伸缩摆腿可转动连接，行星曲柄的另一端与动力曲柄可转动连接。

优选的，所述动力装置包括电动机和变速器，电动机和变速器均设置于基架，电动机通过变速器驱动动力曲柄转动。

优选的，所述抬腿传动机构还包括驱动行星曲柄自转的自转机构。

优选的，所述自转机构包括太阳链轮、行星链轮以及与太阳链轮、行星链轮配合连接的传动链，太阳链轮固定于变速器的壳体，行星链轮固定于行星曲柄的另一端。

优选的，所述抬腿传动机构设置有两组，两组抬腿传动机构分别设置于动力装置的两侧。

优选的，还包括车轮和刹车件，车轮可转动设置于基架，刹车件与车轮可转动连接，车轮固定有刹车部，刹车件的一端设置有与刹车部贴合的摩擦部，刹车件的另一端设置有用于与地面接触的触地端。

优选的，所述刹车部包括摩擦环，摩擦部抵接于摩擦环的内壁。

优选的，所述刹车件的一端设置有延伸端，触地端和延伸端分别设置于摩擦部的两端。

本发明的有益效果：本发明的一种爬楼机，可在人工的操作下沿着楼梯上行或下行。上楼梯时，伸缩摆腿在动力装置的驱动下向下伸长且向前伸出，使拔地脚落于较高的台阶，然后动力装置继续驱动伸缩摆腿继续向下伸长，拔地脚以较高的台阶为支点，在反向作用力的作用下，拔地脚将基架撑起，在撑起的过程中，动力装置驱动拔地脚与基架靠拢，且驱动伸缩摆腿向上回缩，从而带动基架落于较高的台阶，至此完成一个爬楼周期，动力装置继续驱动伸缩摆腿向下伸长且向前伸出，开始攀爬第二个台阶。下楼梯时，可调控动力装置反向输出动力，驱动伸缩摆腿反向运动，从而完成下楼运动。本发明的一种爬楼机，结构简单，无需使用传感器，能沿着楼梯攀爬，可用于运载货物，节省人力，可靠性高，生产成本低。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的另一立体结构示意图。

图3为本发明的局部放大结构示意图。

图4为本发明的又一立体结构示意图。

图5为图4中A处的局部放大结构示意图。

图6为本发明的刹车件的立体结构示意图。

图7为本发明的伸缩摆腿和抬腿传动机构处在不同状态时的运动简图。

附图标记包括：

1—基架

2—伸缩摆腿21—拔地脚

3—抬腿传动机构

31—行星曲柄32—动力曲柄33—自转机构

331—太阳链轮332—行星链轮333—传动链

4—动力装置41—电动机42—变速器

5—滑块

6—车轮61—刹车部62—摩擦环

7—刹车件

71—摩擦部72—触地端73—延伸端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1~5所示，本发明的一种爬楼机，包括基架1，基架1用于支撑该爬楼机的其它零部件，可以在基架1设置支撑板，支撑可用于装载货物；另参见图7，还包括能同时在竖直方向上下往复运动和在水平方向左右往复摆动的伸缩摆腿2，还包括抬腿传动机构3和动力装置4，伸缩摆腿2的一端与基架1可转动连接，伸缩摆腿2的另一端设置有用于撑起基架1的拔地脚21，动力装置4设置于基架1且通过抬腿传动机构3驱动伸缩摆腿2往复运动，抬腿传动机构3用于将动力装置4输出的动力传递到伸缩摆腿2。本发明的一种爬楼机，可在人工的操作下沿着楼梯上行或下行。上楼梯时，伸缩摆腿2在动力装置4的驱动下向下伸长且向前伸出，使拔地脚21落于较高的台阶，然后动力装置4继续驱动伸缩摆腿2继续向下伸长，拔地脚21以较高的台阶为支点，在反向作用力的作用下，拔地脚21将基架1撑起，在撑起的过程中，动力装置4驱动拔地脚21与基架1靠拢，且驱动伸缩摆腿2向上回缩，从而带动基架1落于较高的台阶，至此完成一个爬楼周期，动力装置4继续驱动伸缩摆腿2向下伸长且向前伸出，开始攀爬第二个台阶。下楼梯时，可调控动力装置4反向输出动力，驱动伸缩摆腿2反向运动，从而完成下楼运动。具体的，还可在基架1设置扶手和两个车轮6，使用时，在人工的扶持下完成载重爬楼和下楼。本发明的一种爬楼机，结构简单，无需使用传感器，能沿着楼梯攀爬，可用于运载货物，节省人力，可靠性高，生产成本低。

如图1、7所示，还包括滑块5，滑块5滑动设置于基架1，可在基架1设置一个滑槽，伸缩摆腿2的一端与滑块5铰接，滑块5设置于滑槽，伸缩摆腿2通过滑动与基架1连接，性能稳定，结构可靠，避免伸缩摆腿2卡死。

如图2、3、4所示，所述抬腿传动机构3包括行星曲柄31和动力曲柄32，动力曲柄32与动力装置4固定连接，行星曲柄31的一端与伸缩摆腿2可转动连接，行星曲柄31的另一端与动力曲柄32可转动连接；动力装置4设置有输出转轴，动力装置4驱动动力曲柄32绕输出转轴转动，动力曲柄32带动行星曲柄31绕输出转轴公转，行星曲柄31公转时带动伸缩摆腿2上下伸缩和左右摆动，从而驱动拔地脚21将基架1撑起，进而完成爬楼运动。

如图1~4所示，所述动力装置4包括电动机41和变速器42，电动机41和变速器42均设置于基架1，电动机41通过变速器42驱动动力曲柄32转动，电动机41可使用电线与供电电源连接，可实现该爬楼机长时间工作；也可在机架设置可充电的电池，使用电池为电动机41供电，使该爬楼机便于携带；变速器42用于传递电动机41输出的动力，具体的变速器42可以是减速机，变速器42也可设置有两个输出轴，两个输出轴分别驱动两个伸缩摆腿2运动。

如图2~4所示，，所述抬腿传动机构3还包括驱动行星曲柄31自转的自转机构33，自转机构33进一步限制行星曲柄31的自由度，使该爬楼机的性能更加稳定。本发明的爬楼机，动力装置4驱动动力曲柄32绕输出转轴转动，动力曲柄32带动行星曲柄31绕输出转轴公转，自转机构33带动行星曲柄31在公转的同时自转，行星曲柄31公转和自转的同时带动伸缩摆腿2上下伸缩和左右摆动，从而驱动拔地脚21将基架1撑起，进而完成爬楼运动。

所述自转机构33包括太阳链轮331、行星链轮332以及与太阳链轮331、行星链轮332配合连接的传动链333，太阳链轮331固定于变速器42的壳体，行星链轮332固定于行星曲柄31的另一端。动力曲柄32带动行星曲柄31绕输出转轴公转时，太阳链轮331通过传动链333驱动行星链轮332自转，从而使行星曲柄31带动伸缩摆腿2上下伸缩和左右摆动，从而驱动拔地脚21将基架1撑起，进而完成爬楼运动。

在图7中，001所指示的是伸缩摆腿2处于上止点并开始向下伸长时的状态，002所指示的是拔地脚21落于较高的台阶时的状态；003所指示的是拔地脚21将基架1撑起时的状态；004所指示的是基架1落于较高的台阶、伸缩摆腿2向上收缩时的状态。

动力装置4驱动动力曲柄32沿箭头M指示的方向转动，自转机构33驱动行星曲柄31沿箭头N指示的方向转动，在动力曲柄32和行星曲柄31的共同作用下，伸缩摆腿2完成爬楼的动作。

优选的，所述抬腿传动机构3设置有两组，两组抬腿传动机构3分别设置于动力装置4的两侧，使动力输出更加平衡，使该爬楼机工作时更加稳定。本发明的一种爬楼机，传动平衡，结构稳定，性能可靠。

如图1、5、6所示，还包括车轮6和刹车件7，车轮6可转动设置于基架1，刹车件7与车轮6可转动连接，车轮6固定有刹车部61，刹车件7的一端设置有与刹车部61贴合的摩擦部71，刹车件7的另一端设置有用于与地面接触的触地端72；车轮6可设置有两个，分别设置于基架1的两侧，在平地时，该爬楼机可作为手推车使用，该发明的爬楼机，使用便利。

下楼时，基架1在伸缩摆腿2的作用下落于较低的台阶后，触地端72同时抵接于该台阶，在伸缩摆腿2落于该台阶之前，若该爬楼机的车轮6有向前移动的趋势，则触地端72撬动摩擦部71与刹车部61贴合，加大了摩擦部71与刹车部61之间的摩擦力，使得车轮6被制动，从而避免该爬楼机继续向前移动，进而避免爬楼机从台阶滑落；具体也可在触地端72设置一轮子，触地端72通过该轮子与地面接触。本发明的一种爬楼机，避免从台阶跌落，提高了该爬楼机的可靠性。

优选的，所述刹车部61包括摩擦环62，摩擦部71抵接于摩擦环62的内壁，由于车轮6相对于刹车件7可做圆周运动，摩擦环62呈圆环状，在得车轮6相对于刹车件7做圆周运动时，摩擦环62可始终位于摩擦部71的一侧，需要制动车轮6时，摩擦部71可及时贴合于摩擦环62，实现紧急制动。本发明的一种爬楼机，制动反应灵敏，提高了该爬楼机的可靠性和稳定性。

如图1、5、6所示，所述刹车件7的一端设置有延伸端73，触地端72和延伸端73分别设置于摩擦部71的两端，当伸缩摆腿2落于较低的台阶之后，需要解除对车轮6的制动，此时，用脚下压延伸端73可使刹车件7相对于车轮6转动，使得摩擦部71与刹车部61脱离，从而车轮6可自由转动，该爬楼机可继续下楼。

综上所述可知本发明乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种爬楼机，包括基架（1），其特征在于：还包括能同时在竖直方向上下往复运动和在水平方向左右往复摆动的伸缩摆腿（2），还包括抬腿传动机构（3）和动力装置（4），伸缩摆腿（2）的一端与基架（1）可转动连接，伸缩摆腿（2）的另一端设置有用于撑起基架（1）的拔地脚（21），动力装置（4）设置于基架（1）且通过抬腿传动机构（3）驱动伸缩摆腿（2）往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种爬楼机，其特征在于：还包括滑块（5），滑块（5）滑动设置于基架（1），伸缩摆腿（2）的一端与滑块（5）铰接。

3.根据权利要求1所述的一种爬楼机，其特征在于：所述抬腿传动机构（3）包括行星曲柄（31）和动力曲柄（32），动力曲柄（32）与动力装置（4）固定连接，行星曲柄（31）的一端与伸缩摆腿（2）可转动连接，行星曲柄（31）的另一端与动力曲柄（32）可转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种爬楼机，其特征在于：所述动力装置（4）包括电动机（41）和变速器（42），电动机（41）和变速器（42）均设置于基架（1），电动机（41）通过变速器（42）驱动动力曲柄（32）转动。

5.根据权利要求4所述的一种爬楼机，其特征在于：所述抬腿传动机构（3）还包括驱动行星曲柄（31）自转的自转机构（33）。

6.根据权利要求5所述的一种爬楼机，其特征在于：所述自转机构（33）包括太阳链轮（331）、行星链轮（332）以及与太阳链轮（331）、行星链轮（332）配合连接的传动链（333），太阳链轮（331）固定于变速器（42）的壳体，行星链轮（332）固定于行星曲柄（31）的另一端。

7.根据权利要求6所述的一种爬楼机，其特征在于：所述抬腿传动机构（3）设置有两组，两组抬腿传动机构（3）分别设置于动力装置（4）的两侧。

8.根据权利要求1所述的一种爬楼机，其特征在于：还包括车轮（6）和刹车件（7），车轮（6）可转动设置于基架（1），刹车件（7）与车轮（6）可转动连接，车轮（6）固定有刹车部（61），刹车件（7）的一端设置有与刹车部（61）贴合的摩擦部（71），刹车件（7）的另一端设置有用于与地面接触的触地端（72）。

9.根据权利要求8所述的一种爬楼机，其特征在于：所述刹车部（61）包括摩擦环（62），摩擦部（71）抵接于摩擦环（62）的内壁。

10.根据权利要求8所述的一种爬楼机，其特征在于：所述刹车件（7）的一端设置有延伸端（73），触地端（72）和延伸端（73）分别设置于摩擦部（71）的两端。