CN105818849B - 载重爬楼运输机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载重爬楼运输机，包括机架、行走轮和设置于机架的爬梯执行机构，爬梯执行机构包括驱动装置和由驱动装置驱动转动并以转动至与楼梯台阶面接触时形成的触地点为支撑点带动机架和行走轮向上运动的摆动杆；实现平地和爬梯两种情况下的适用，通过驱动装置驱动摆动杆转动，并在摆动杆转动至与楼梯的台阶面接触时，由于驱动装置保持工作，使得摆动杆可以以接触点为支撑点并绕该支撑点摆动，从而达到带动机架向上运动的目的，即当摆动杆运动到行走轮着地时，整体运输机上升一级台阶，实现上楼过程；整体结构简单紧凑，爬梯上升过程易于实现，且结构稳定性高，运动灵活，容易实现平地行驶和爬楼的模式转换，且造价较低，同时在整体运行过程中稳定性和安全性较高，从而大大提高爬楼搬运效率和减少人力成本。

Description

载重爬楼运输机

技术领域

本发明涉及爬梯装置领域，特别涉及一种载重爬楼运输机。

背景技术

在人们的日常生活和生产活动中，经常会遇到要将重物通过楼梯运到高处的难题，传统的方法就是人力搬运，但这样即效率低下，有危险性高，且耗时耗力。

为改变这一现状，许多研究已经设计出可以爬楼梯的爬楼机，按工作类型分主要有连续型和间歇型两大类，其中，连续型爬楼机应用较广，其主要特点是在爬楼梯过程中只有一套支撑装置，依靠这套支撑装置的连续运动，从而实现车体或轮椅上下楼梯的功能。连续型爬楼机按其运动执行机构，可以分为履带轮机构和行星轮机构两种。其中履带式爬楼车的应用较为成熟，履带式以其强大的地形适应性而倍受青睐，其所受的摩擦力均匀分布在履带上，而轮式小车的摩擦力只是集中在轮胎与地面的接触面上，就抓地力而言它们是一样的，但在小车转弯或者爬坡时，履带式小车所受的摩擦力分布不会像轮式小车那样发生剧变，所以就表现出更好的操控性，但是转弯时，履带的磨损、履带开模难度大等都成为其应用的瓶颈，在平地上的运动远不如常规轮椅，且体型较为笨重。行星轮式的爬楼车虽然可以很容易地在平地和楼梯上运动，同时它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，又带来了爬楼车体积庞大、重量重、稳定性差等缺点,同时它成本较高，售价昂贵。

而间歇型的爬楼车的主要特点是具有两套支撑装置，两套支撑装置交替支撑以实现上下楼梯的功能。这种机构的爬楼梯过程类似于人上下楼梯的过程，也有人称之为步行式爬楼车，但由于腿部的运动，它们不能在平坦的表面上平滑运动，步行式爬楼车目前国内研究较少，在市面上大多数是国外产品，价格昂贵。

因此，需要对现有的爬楼机进行改进，使其运动灵活，并容易实现平地行驶和爬楼的模式转换，且造价较低，同时在整体运行过程中稳定性和安全性较高，从而大大提高爬楼搬运效率和减少人力成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种载重爬楼运输机，其运动灵活，并容易实现平地行驶和爬楼的模式转换，且造价较低，同时在整体运行过程中稳定性和安全性较高，从而大大提高爬楼搬运效率和减少人力成本。

本发明的载重爬楼运输机，包括机架、行走轮和设置于机架的爬梯执行机构，爬梯执行机构包括驱动装置和由驱动装置驱动转动并以转动至与楼梯台阶面接触时形成的触地点为支撑点带动机架和行走轮向上运动的摆动杆。

进一步，摆动杆包括轴套部和沿径向设于轴套部两侧的第一杆部和第二杆部，第一杆部和第二杆部均为弧形且弧口朝向呈相反方向。

进一步，摆动杆长度与行走轮半径比值为2.6-3。

进一步，行走轮的轴线与所述摆动杆的回转中心错位设置。

进一步，第一杆部和第二杆部的根部至端部宽度均逐渐变小。

进一步，第一杆部的端部和第二杆部的端部均设有转动配合并用于与楼梯台阶面接触形成支撑点的摆杆轮。

进一步，驱动装置包括驱动电机和减速器，减速器为双向输出轴减速器，摆动杆对应减速器的每一侧输出轴设置一个；机架横向两侧设有用于与减速器的输出轴转动配合并形成支撑的轴承座。

进一步，还包括防滑保护装置，防滑保护装置包括固定臂、转动臂、摩擦体和安装于转动臂外端的滚轮，固定臂固定于所述行走轮的轮轴并沿行走轮径向延伸，转动臂内端与固定臂转动配合并外端超出行走轮外边沿，摩擦体固定设置在转动臂上并用于在转动臂转动时与行走轮内壁接触形成摩擦。

进一步，还包括用于爬梯时辅助行走并可形成辅助支撑的辅助支撑装置，辅助支撑装置包括角度调节器、支撑杆、支撑架和设置在支撑架上的排轮，角度调节器固定于所述机架，支撑杆以角度可调的方式与角度调节器连接，支撑架铰接于支撑杆。

进一步，固定臂与滚轮竖向中线呈夹角30°设置，固定臂长度为35-45mm，转动臂长度为150-170mm；排轮的相邻轮体间间隙为10-15mm，相邻轮体轴心距为80-90mm，且支撑杆长度为300-350mm。

本发明的有益效果：本发明的载重爬楼运输机，通过行走轮可在平地行走，并通过爬梯执行机构可带动行走轮和机架共同沿楼梯上升，从而实现平地和爬梯两种情况下的适用；其中爬梯执行机构仅通过驱动装置驱动摆动杆转动，并在摆动杆转动至与楼梯的台阶面接触时，由于驱动装置保持工作，使得摆动杆可以以接触点为支撑点并绕该支撑点摆动，从而达到带动机架向上运动的目的，即当摆动杆运动到行走轮着地时，整体运输机上升一级台阶，实现上楼过程；整体结构简单紧凑，爬梯上升过程易于实现，且结构稳定性高，运动灵活，容易实现平地行驶和爬楼的模式转换，且造价较低，同时在整体运行过程中稳定性和安全性较高，从而大大提高爬楼搬运效率和减少人力成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明结构示意图；

图2为图1侧视图；

图3为本发明中的爬梯执行机构立体示意图；

图4为本发明中的爬梯执行机构侧视图；

图5为本发明中的防滑保护装置立体结构示意图；

图6为本发明中的防滑保护装置结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明结构示意图；图2为图1侧视图；图3为本发明中的爬梯执行机构立体示意图；图4为本发明中的爬梯执行机构侧视图；图5为本发明中的防滑保护装置结构示意图，图6为本发明中的防滑保护装置结构示意图，如图所示：本实施例的载重爬楼运输机，包括机架1、行走轮2和设置于机架1的爬梯执行机构，爬梯执行机构包括驱动装置3和由驱动装置3驱动转动并以转动至与楼梯台阶面接触时形成的触地点为支撑点带动机架1和行走轮2向上运动的摆动杆4；摆动杆4由驱动装置3驱动绕回转中心转动，当摆动杆4端部转动到与上一级台阶接触时，由于驱动装置3动力仍在输出，将驱使摆动杆4以与台阶接触形成的触地点为支撑点摆动，从而带动机架1和行走轮2上升到上一级台阶，并当摆动杆4运动到行走轮2与上一级台阶着地时，完成上楼过程；其中，行走轮2通过轮架12固定设置在机架1底部，行走轮2在轮架横向两侧各设置一个，机架1包括机架本体和设置在机架1本体上的货物承载板5，机架1本体上设置有扶手6，货物承载板上设置有前轮7，机架1上还设置有用于控制驱动装置3工作的控制开关8，为现有技术，在此不再赘述。

本实施例中，摆动杆4包括轴套部4-1和沿径向设于轴套部4-1两侧的第一杆部4-2和第二杆部4-3，第一杆部4-2和第二杆部4-3均为弧形且弧口朝向呈相反方向；其中，轴套部4-1用于与驱动装置3的动力输出端传动配合，并带动第一杆部4-2和第二杆部4-3转动，第一杆部4-2和第二杆部4-3均为弧形，分别设置在轴套部4-1的径向两侧对称位置上，弧形结构具有较高的着地支撑力，并防止应力集中，且本实施例中，摆动杆4为一体成型结构，第一杆部4-2和第二杆部4-3与轴套部4-1连接的根部为外包轴套部4-1外圆周设置，不仅连接强度较高，而且可防止应力集中。

本实施例中，摆动杆4长度与行走轮2半径之间的比值为2.6-3；由于爬梯执行机构设置的关键因素就是要适应楼梯的尺寸，在爬楼时，行走轮2太大、摆动杆4太长都会使其自身与楼梯发生干涉，行走轮2太小则会使行走轮2在台阶面上打滑，影响稳定性，或摆动杆4长度太短则会使爬梯工作不能完成，通过摆动杆4长度与行走轮2半径比值范围的合理取值，可使得爬梯执行机构可较好的完成爬梯工作，防止摆动杆4与行走轮2之间的工作干涉；其中，当行走轮2半径为100-120mm，摆动杆4长度为320-340mm，可完美适用于260mm以上的台阶，优选的，行走轮直径为230mm，摆动杆4长度与行走轮2半径之间的比值为2.87。

本实施例中，行走轮2的轴线与所述摆动杆4的回转中心错位设置；即，当摆动杆4长度过长时，爬楼过程中装置的重心会较高，从而影响稳定性，将行走轮2轴线与摆动杆4回转中心错位设置，可起到降低整体运输机重心的作用，从而可防止轮子在爬楼过程中与台阶竖直面发生干涉。

本实施例中，第一杆部4-2和第二杆部4-3的根部至端部宽度均逐渐变小；根部是指杆部与轴套部4-1连接处，可增大根部与轴套部4-1的连接面，提高连接强度，以保证于台阶面接触的支撑强度。

本实施例中，第一杆部4-2的端部和第二杆部4-3的端部均设有转动配合并用于与楼梯台阶面接触形成支撑点的摆杆轮4-4；摆杆轮4-4用于与台阶面接触，并在接触后形成稳定的支撑点，以保证摆动杆4的摆动。

本实施例中，驱动装置3包括驱动电机3-1和减速器3-2，减速器3-2为双向输出轴减速器3-2，摆动杆4对应减速器3-2的每一侧输出轴设置一个；机架1横向两侧设有用于与减速器3-2的输出轴转动配合并形成支撑的轴承座9；即减速器3-2设有两侧输出轴，摆动杆4设置两个分别对应一输出轴传动配合，使得爬梯执行机构整体紧凑，且工作强度高，工作稳定性好；在机架1背侧设置有减速器3-2安装位和电机安装位。

本实施例中，还包括防滑保护装置10，防滑保护装置10包括固定臂10-1、转动臂10-2、摩擦体10-3和安装于转动臂10-2外端的滚轮10-4，固定臂10-1固定于所述行走轮2的轮轴并沿行走轮2径向延伸，转动臂10-2内端与固定臂10-1转动配合并外端超出行走轮2外边沿，摩擦体10-3固定设置在所述转动臂10-2上并用于在转动臂10-2转动时与行走轮2内壁接触形成摩擦；即当行走轮2在平地上行走时，转动臂10-2不转动，摩擦体10-3不与行走轮2内壁接触，当在下楼过程中时，为防止行走轮2直接滑向下一级台阶，在行走轮2的轮轴上设置防滑保护装置10，在下楼过程中，滚轮会先于行走轮2滚过台阶边缘形成下落，由于重力的作用，滚轮下落带动转动臂10-2绕固定臂10-1的端部转动，使得摩擦体10-3会与行走轮2的内壁形成接触，重力产生的正压力在摩擦体10-3与行走轮2内壁之间产生一个摩擦力，且这个摩擦力作用方向与行走轮2的转动方向相反，从而阻止行走轮2转动，达到防滑的目的；其中，摩擦体10-3为摩擦橡胶。

本实施例中，还包括用于爬梯时辅助行走并可形成辅助支撑的辅助支撑装置11，辅助支撑装置11包括角度调节器11-1、支撑杆11-2、支撑架11-3和设置在支撑架11-3上的排轮11-4，角度调节器11-1固定于所述机架1，支撑杆11-2以角度可调的方式与角度调节器11-1连接，支撑架11-3铰接于支撑杆11-2；其中，角度调节器11-1和支撑杆11-2各设置两个，支撑杆11-2以可在竖直平面内转动的方式与角度调节器11-1连接并转动角度可调，角度调节器11-1为现有装置，在此不再赘述；支撑架11-3设置于两支撑杆11-2端部，排列安装在支撑架11-3上，用于在爬梯或下梯时打开进行辅助行走。

本实施例中，固定臂10-1与滚轮竖向中线呈夹角30°设置，固定臂10-1长度为35-45mm，转动臂10-2长度为150-170mm；排轮11-4的相邻轮体间间隙为10-15mm，在此间隙范围内可使两个轮体之间的间隙卡在楼梯棱上，相邻轮体轴心距为80-90mm，且支撑杆11-2长度为300-350mm，可使得排轮11-4最后一个轮体离开下面台阶棱时，排轮11-4的第一个轮体抵到上一级台阶，从而达到支撑效果。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种载重爬楼运输机，其特征在于：包括机架、行走轮和设置于机架的爬梯执行机构，所述爬梯执行机构包括驱动装置和由驱动装置驱动转动并以转动至与楼梯台阶面接触时形成的触地点为支撑点带动机架和行走轮向上运动的摆动杆；还包括防滑保护装置，所述防滑保护装置包括固定臂、转动臂、摩擦体和安装于转动臂外端的滚轮，所述固定臂固定于所述行走轮的轮轴并沿行走轮径向延伸，所述转动臂内端与固定臂转动配合并外端超出行走轮外边沿，所述摩擦体固定设置在所述转动臂上并用于在转动臂转动时与行走轮内壁接触形成摩擦。

2.根据权利要求1所述的载重爬楼运输机，其特征在于：所述摆动杆包括轴套部和沿径向设于轴套部两侧的第一杆部和第二杆部，所述第一杆部和第二杆部均为弧形且弧口朝向呈相反方向。

3.根据权利要求2所述的载重爬楼运输机，其特征在于：所述摆动杆长度与行走轮半径比值为2.6-3。

4.根据权利要求1所述的载重爬楼运输机，其特征在于：所述行走轮的轴线与所述摆动杆的回转中心错位设置。

5.根据权利要求2所述的载重爬楼运输机，其特征在于：所述第一杆部和所述第二杆部的根部至端部宽度均逐渐变小。

6.根据权利要求2所述的载重爬楼运输机，其特征在于：第一杆部的端部和第二杆部的端部均设有转动配合并用于与楼梯台阶面接触形成支撑点的摆杆轮。

7.根据权利要求1所述的载重爬楼运输机，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机和减速器，所述减速器为双向输出轴减速器，所述摆动杆对应减速器的每一侧输出轴设置一个；所述机架横向两侧设有用于与减速器的输出轴转动配合并形成支撑的轴承座。

8.根据权利要求1所述的载重爬楼运输机，其特征在于：还包括用于爬梯时辅助行走并可形成辅助支撑的辅助支撑装置，所述辅助支撑装置包括角度调节器、支撑杆、支撑架和设置在支撑架上的排轮，所述角度调节器固定于所述机架，所述支撑杆以角度可调的方式与角度调节器连接，支撑架铰接于支撑杆。

9.根据权利要求8所述的载重爬楼运输机，其特征在于：所述固定臂与所述滚轮竖向中线呈夹角30°设置，固定臂长度为35-45mm，转动臂长度为150-170mm；所述排轮的相邻轮体间间隙为10-15mm，相邻轮体轴心距为80-90mm，且支撑杆长度为300-350mm。