CN105818850B - 爬阶梯小车助力装置及爬阶梯小车 - Google Patents

Abstract

一种爬阶梯小车助力装置，包括曲柄摇杆机构、链传动机构，曲柄摇杆机构的运动输出端与链传动机构的运动输入端固定连接，曲柄摇杆机构包括曲柄、连杆、摇杆、机架，摇杆的第一端为自由端，摇杆的中端与机架的第一端铰接，摇杆的第二端与连杆的第一端铰接，连杆的第二端与曲柄的第一端铰接，曲柄的第二端与链传动机构的运动输入端固定连接，链传动机构包括主动链轮、从动链轮、传动链条，主动链轮与从动链轮通过传动链条连接，主动链轮为链传动机构的运动输入端，曲柄的第二端与主动链轮的侧边固定连接，主动链轮的轴心与机架的第二端转动连接。本发明还提供一种爬阶梯小车。

Description

爬阶梯小车助力装置及爬阶梯小车

技术领域

本发明涉及搬运设备技术领域，尤其涉及一种爬阶梯小车助力装置及爬阶梯小车。

背景技术

现代社会对于阶梯的运用十分普遍，比如多层住宅、天桥、厂房等等。很多情况下，我们需要负重爬楼，比如送水、送煤气，同时现有技术中轮椅、婴儿车等一般都需要抬上去，也十分不便。此外，许多山路只有阶梯而没有行车道，通常往山顶输送东西还需要人背或肩扛上去。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种爬阶梯小车助力装置及爬阶梯小车。

一种爬阶梯小车助力装置，包括曲柄摇杆机构、链传动机构，曲柄摇杆机构的运动输出端与链传动机构的运动输入端固定连接，曲柄摇杆机构包括曲柄、连杆、摇杆、机架，摇杆的第一端为自由端，摇杆的中端与机架的第一端铰接，摇杆的第二端与连杆的第一端铰接，摇杆与机架组成一个杠杆，机架的第一端为杠杆的支点，摇动摇杆的自由端，以使摇杆的第二端绕着支点摆动，连杆的第二端与曲柄的第一端铰接，曲柄的第二端与链传动机构的运动输入端固定连接，链传动机构包括主动链轮、从动链轮、传动链条，主动链轮与从动链轮通过传动链条连接，主动链轮为链传动机构的运动输入端，曲柄的第二端与主动链轮的侧边固定连接，且曲柄的延长线经过主动链轮的轴心，主动链轮的轴心与机架的第二端同心，以使主动链轮绕着主动链轮的轴心360度转动，曲柄的第一端到主动链轮的轴心的距离与机架的第一端到机架的第二端的距离之和小于或等于连杆的第一端到连杆的第二端的距离与机架的第一端到摇杆的第二端的距离之和，曲柄的第一端到主动链轮的轴心的距离与机架的第一端到摇杆的第二端的距离之和小于或等于连杆的第一端到连杆的第二端的距离与机架的第一端到机架的第二端的距离之和，曲柄的第一端到主动链轮的轴心的距离与连杆的第一端到连杆的第二端的距离之和小于或等于机架的第一端到摇杆的第二端的距离与机架的第一端到机架的第二端的距离之和。

一种爬阶梯小车，包括爬阶梯小车助力装置、车架、行走轮、支撑轮，小车助力装置、支撑轮和行走轮设置在车架上，车架包括前车架、后车架和上车架，前车架的上端、后车架的上端与上车架的下端固定连接，上车架的上端设置手柄，便于使用者推拉，爬阶梯小车助力装置包括曲柄摇杆机构、链传动机构，曲柄摇杆机构的第一端为自由端，以使操作者握住自由端上下摇动，曲柄摇杆机构的运动输出端与链传动机构的运动输入端固定连接，链传动机构的第二端与行走轮固定连接，曲柄摇杆机构包括曲柄、连杆、摇杆，摇杆的第一端为曲柄摇杆机构的自由端，摇杆的中端与上车架铰接且铰接的位置为第一铰接点，摇杆与上车架组成杠杆，第一铰接点为杠杆的支点，摇动摇杆的自由端能够使摇杆的第二端绕着支点摆动，摇杆的第二端与连杆的第一端铰接且铰接的位置为第二铰接点，连杆的第二端与曲柄的第一端铰接且铰接的位置为第三铰接点，曲柄的第二端与链传动机构的运动输入端固定连接，链传动机构包括主动链轮、从动链轮、传动链条，主动链轮与从动链轮通过传动链条连接，主动链轮为链传动机构的运动输入端，曲柄的第二端与主动链轮的侧边固定连接，且曲柄的延长线经过主动链轮的轴心，主动链轮的轴心固定在车架上，以使主动链轮绕着轴心360度转动，从动链轮为链传动机构的第二端，从动链轮与行走轮同轴，行走轮设置在后车架的下端，行走轮包括行星轮支架、轴杆、和至少三个行星轮，行星轮与行星轮支架相对转动连接，行星轮在自转的同时绕着行星轮支架的中心转动，轴杆穿过行星轮支架的中心和从动链轮的轴心与行星轮支架和从动链轮固定连接，且轴杆的两端与后车架的下端连接，从动链轮转动的同时，轴杆绕着轴心转动，行星轮支架设置有与行星轮数量相同的转壁，行星轮支架的转壁的一端与轴杆固定连接，行星轮支架的转壁的另一端与行星轮的轴心转动连接，支撑轮设置在前车架的下端，以使爬阶梯小车平稳行走，主动链轮的轴心到第三铰接点的距离与主动链轮的轴心到第一铰接点的距离之和小于或等于第三铰接点与第二铰接点的距离与第一铰接点到第二铰接点的距离之和，主动链轮的轴心到第三铰接点的距离与第一铰接点到第二铰接点的距离之和小于或等于第三铰接点与第二铰接点的距离与主动链轮的轴心到第一铰接点的距离之和，主动链轮的轴心到第三铰接点的距离与第三铰接点与第二铰接点的距离之和小于或等于第一铰接点到第二铰接点的距离到主动链轮的轴心到第一铰接点的距离之和。

爬阶梯小车助力装置及爬阶梯小车与现有技术相比，现有技术中人操作小车向上爬阶梯的过程中需要向上抬的力和向前推的力，比较费力，而上述爬阶梯小车助力装置及爬阶梯小车通过曲柄连杆机构与链传动机构配合，使人操作小车过程中，通过推拉扶手和上下摇动摇杆相配合，起到助力效果；由于设置了链传动机构和杠杆，所以小车在爬阶梯过程中更加省力。

附图说明

图1为爬阶梯小车助力装置的结构示意图。

图2为爬阶梯小车的侧视图。

图3为爬阶梯小车的主视图。

图中：爬阶梯小车助力装置10、曲柄摇杆机构101、曲柄1011、连杆1012、摇杆1013、机架1014、链传动机构102、主动链轮1021、从动链轮1022、中心链轮10221、中心棘轮10222、棘爪10223、车架20、前车架201、第一前车架2011、减震机构2012、第二前车架2013、后车架202、上车架203、手柄2031、行走轮30、行走轮支架301、轴杆302、行星轮303、支撑轮40、承重筐50、第一铰接点100、第二铰接点200、第三铰接点300。

具体实施方式

请参看图1，爬阶梯小车助力装置10包括曲柄摇杆机构101、链传动机构102，曲柄摇杆机构101的运动输出端与链传动机构102的运动输入端固定连接，曲柄摇杆机构101包括曲柄1011、连杆1012、摇杆1013、机架1014，摇杆1013的第一端为自由端，摇杆1013的中端与机架1014的第一端铰接，摇杆1013的第二端与连杆1012的第一端铰接，摇杆1013与机架1014的第一端组成一个杠杆，机架1014的第一端为杠杆的支点，摇动摇杆1013的自由端，以使摇杆1013的第二端绕着支点摆动，连杆1012的第二端与曲柄1011的第一端铰接，曲柄1011的第二端与链传动机构102的运动输入端固定连接，链传动机构102包括主动链轮1021、从动链轮1022、传动链条1023，主动链轮1021与从动链轮1022通过传动链条1023连接，主动链轮1021为链传动机构102的运动输入端，曲柄1011的第二端与主动链轮1021的侧边固定连接，且曲柄1011的延长线经过主动链轮1021的轴心，主动链轮1021的轴心与机架1014的第二端固定连接，以使主动链轮1021绕着主动链轮1021的轴心360度转动360度转动连接，曲柄1011的第一端到主动链轮1021的轴心的距离与机架1014的第一端到机架1014的第二端的距离之和小于或等于连杆1012的第一端到连杆1012的第二端的距离与机架1014的第一端到摇杆1013的第二端的距离之和，曲柄1011的第一端到主动链轮1021的轴心的距离与机架1014的第一端到摇杆1013的第二端的距离之和小于或等于连杆1012的第一端到连杆1012的第二端的距离与机架1014的第一端到机架1014的第二端的距离之和，曲柄1011的第一端到主动链轮1021的轴心的距离与连杆1012的第一端到连杆1012的第二端的距离之和小于或等于机架1014的第一端到摇杆1013的第二端的距离与机架1014的第一端到机架1014的第二端的距离之和。

请参看图2和图3，爬阶梯小车包括爬阶梯小车助力装置10、车架20、支撑轮40、行走轮30，爬阶梯小车助力装置10、支撑轮40和行走轮30设置在车架20上，车架20包括前车架201、后车架202和上车架203，前车架201的上端、后车架202的上端与上车架203的下端固定连接，上车架203的上端设置手柄2031，便于使用者推拉，爬阶梯小车助力装置10包括曲柄摇杆机构101、链传动机构102，曲柄摇杆机构101的第一端为自由端，以使操作者握住自由端上下摇动，曲柄摇杆机构101的运动输出端与链传动机构102的运动输入端固定连接，链传动机构102的第二端与行走轮30固定连接，曲柄摇杆机构101包括曲柄1011、连杆1012、摇杆1013，摇杆1013的第一端为曲柄摇杆机构101的自由端，摇杆1013的中端与上车架203铰接且铰接的位置为第一铰接点100，摇杆1013与上车架203组成杠杆，第一铰接点100为杠杆的支点，摇动摇杆1013的自由端能够使摇杆1013的第二端绕着支点摆动，摇杆1013的第二端与连杆1012的第一端铰接且铰接的位置为第二铰接点200，连杆1012的第二端与曲柄1011的第一端铰接且铰接的位置为第三铰接点300，曲柄的第二端与链传动机构102的运动输入端固定连接，链传动机构102包括主动链轮1021、从动链轮1022、传动链条1023，主动链轮1021与从动链轮1022通过传动链条1023连接，主动链轮1021为链传动机构102的运动输入端，曲柄1011的第二端与主动链轮1021的侧边固定连接，且曲柄1011的延长线经过主动链轮1021的轴心，主动链轮1021的轴心固定在车架20上，以使主动链轮1021绕着轴心360度转动，从动链轮1022为链传动机构102的第二端，从动链轮1022与行走轮30同轴，行走轮30设置在后车架202的下端，行走轮30包括行星轮支架301、轴杆302、和至少三个行星轮303，行星轮303与行星轮支架301相对转动连接，行星轮303在自转的同时绕着行星轮支架301的中心转动，轴杆302穿过行星轮支架301的中心和从动链轮1022的轴心与行星轮支架301和从动链轮1022固定连接，且轴杆302的两端与后车架202的下端连接，从动链轮1022转动的同时，轴杆302绕着轴心转动，支撑轮40设置在前车架201的下端，以使爬阶梯小车平稳行走，主动链轮1021的轴心到第三铰接点300的距离与主动链轮1021的轴心到第一铰接点100的距离之和小于或等于第三铰接点300与第二铰接点200的距离与第一铰接点100到第二铰接点200的距离之和，主动链轮1021的轴心到第三铰接点300的距离与第一铰接点100到第二铰接点200的距离之和小于或等于第三铰接点300与第二铰接点200的距离与主动链轮1021的轴心到第一铰接点100的距离之和，主动链轮1021的轴心到第三铰接点300的距离与第三铰接点300与第二铰接点200的距离之和小于或等于第一铰接点100到第二铰接点200的距离到主动链轮1021的轴心到第一铰接点100的距离之和。

所述曲柄摇杆机构101是一个典型的铰链四杆机构，曲柄1011绕着主动链轮1021的轴心360度转动，机架1014、曲柄1011以及主动链轮1021构成了整转副。由于选择了机架1014作为曲柄摇杆机构101的固定端，所以所述曲柄摇杆机构101只有一个整转副。铰链四杆机构具有整转副的条件是最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和，因此所述第一铰接点100、第二铰接点200、第三铰接点300以及主动链轮1021的轴心之间的距离要满足上述要求。

所述前车架201包括第一前车架2011、减震机构2012、第二前车架2013，第一前车架2011的下端设置支撑轮40，第一前车架2011的上端与减震机构2012的下端固定连接，减震机构2012的上端与第二前车架2013的下端固定连接，第二前车架2013的上端与上车架203的下端和后车架202的上端固定连接。

由于爬阶梯小车在下阶梯的过程中，支撑轮40在落地的一瞬间要承受很大的冲力，并且会作用到小车上，引起被载物颠簸，因此前车架201设置减震机构2012能够有效减少小车受到的冲击。

所述减震机构2012包括减震弹簧，减震弹簧的下端与第一前车架201的上端固定连接，减震弹簧的上端与第二前车架201的下端固定连接。

所述支撑轮40为万向轮，以方便操作者改变行驶方向。由于某些建筑设置有旋转楼梯或是山路有比较大的拐弯，如果支撑轮40没有变向的功能，那么就需要人力把爬阶梯小车强行扭转转向，比较耗费体力，因此有必要把万向轮作为支撑轮40，以使操作者用很小的力就能够使爬阶梯小车转向。

所述从动链轮1022包括中心链轮10221、中心棘轮10222、棘爪10223，中心链轮10221与中心棘轮10222固定连接，且中心链轮10221和中心棘轮10222的轴心穿过轴杆302，棘爪10223的一端固定在中心棘轮10222所在一侧的中心链轮10221的侧边，棘爪10223的另一端与中心链轮10221的齿槽配合，以使棘爪10223嵌入到中心链轮10221的齿槽中。

爬阶梯小车在上阶梯的过程中受重力作用可能会倒退，有可能会对操作者造成伤害，从动链轮1022设置中心棘轮10222，当爬阶梯小车出现倒退时，棘爪10223将卡住中心棘轮10222的凹槽，避免爬阶梯小车出现倒退。

爬阶梯小车在下阶梯的过程中受重力作用会加速前进，有可能会造成爬阶梯小车失控，通过控制摇杆的摆动频率，可以控制小车的行进速率，从而避免小车失控。

车架20设置有承重筐50，承重筐50两端与车架20固定连接，以盛放物品。

本发明的保护范围不限于实施例。凡技术人员按照本发明的思路在现有技术上通过逻辑分析、推断、延伸和等效替换得出的技术方案，均属于权利要求书中保护的范围。

Claims (7)

1.一种爬阶梯小车助力装置，其特征在于：该爬阶梯小车助力装置包括曲柄摇杆机构、链传动机构，曲柄摇杆机构的运动输出端与链传动机构的运动输入端固定连接，曲柄摇杆机构包括曲柄、连杆、摇杆、机架，摇杆的第一端为自由端，摇杆的中端与机架的第一端铰接，摇杆的第二端与连杆的第一端铰接，摇杆与机架的第一端组成一个杠杆，机架的第一端为杠杆的支点，摇动摇杆的自由端，以使摇杆的第二端绕着支点摆动，连杆的第二端与曲柄的第一端铰接，曲柄的第二端与链传动机构的运动输入端固定连接，链传动机构包括主动链轮、从动链轮、传动链条，主动链轮与从动链轮通过传动链条连接，主动链轮为链传动机构的运动输入端，曲柄的第二端与主动链轮的侧边固定连接，且曲柄的延长线经过主动链轮的轴心，主动链轮的轴心与机架的第二端同心，以使主动链轮绕着主动链轮的轴心360度转动，曲柄的第一端到主动链轮的轴心的距离与机架的第一端到机架的第二端的距离之和小于或等于连杆的第一端到连杆的第二端的距离与机架的第一端到摇杆的第二端的距离之和，曲柄的第一端到主动链轮的轴心的距离与机架的第一端到摇杆的第二端的距离之和小于或等于连杆的第一端到连杆的第二端的距离与机架的第一端到机架的第二端的距离之和，曲柄的第一端到主动链轮的轴心的距离与连杆的第一端到连杆的第二端的距离之和小于或等于机架的第一端到摇杆的第二端的距离与机架的第一端到机架的第二端的距离之和。

2.一种爬阶梯小车，其特征在于：该爬阶梯小车包括爬阶梯小车助力装置、车架、行走轮、支撑轮，小车助力装置、支撑轮和行走轮设置在车架上，车架包括前车架、后车架和上车架，前车架的上端、后车架的上端与上车架的下端固定连接，上车架的上端设置手柄，便于使用者推拉，爬阶梯小车助力装置包括曲柄摇杆机构、链传动机构，曲柄摇杆机构的第一端为自由端，以使操作者握住自由端上下摇动，曲柄摇杆机构的运动输出端与链传动机构的运动输入端固定连接，链传动机构的第二端与行走轮固定连接，曲柄摇杆机构包括曲柄、连杆、摇杆，摇杆的第一端为曲柄摇杆机构的自由端，摇杆的中端与上车架铰接且铰接的位置为第一铰接点，摇杆与上车架组成杠杆，第一铰接点为杠杆的支点，摇动摇杆的自由端能够使摇杆的第二端绕着支点摆动，摇杆的第二端与连杆的第一端铰接且铰接的位置为第二铰接点，连杆的第二端与曲柄的第一端铰接且铰接的位置为第三铰接点，曲柄的第二端与链传动机构的运动输入端固定连接，链传动机构包括主动链轮、从动链轮、传动链条，主动链轮与从动链轮通过传动链条连接，主动链轮为链传动机构的运动输入端，曲柄的第二端与主动链轮的侧边固定连接，且曲柄的延长线经过主动链轮的轴心，主动链轮的轴心固定在车架上，以使主动链轮绕着轴心360度转动，从动链轮为链传动机构的第二端，从动链轮与行走轮同轴，行走轮设置在后车架的下端，行走轮包括行星轮支架、轴杆、和至少三个行星轮，行星轮与行星轮支架相对转动连接，行星轮在自转的同时绕着行星轮支架的中心转动，轴杆穿过行星轮支架的中心和从动链轮的轴心与行星轮支架和从动链轮固定连接，且轴杆的两端与后车架的下端连接，从动链轮转动的同时，轴杆绕着轴心转动，行星轮支架设置有与行星轮数量相同的轴杆，行星轮支架的转壁的一端与转轴固定连接，行星轮支架的转壁的另一端与行星轮的轴心转动连接，支撑轮设置在前车架的下端，以使爬阶梯小车平稳行走，主动链轮的轴心到第三铰接点的距离与主动链轮的轴心到第一铰接点的距离之和小于或等于第三铰接点与第二铰接点的距离与第一铰接点到第二铰接点的距离之和，主动链轮的轴心到第三铰接点的距离与第一铰接点到第二铰接点的距离之和小于或等于第三铰接点与第二铰接点的距离与主动链轮的轴心到第一铰接点的距离之和，主动链轮的轴心到第三铰接点的距离与第三铰接点与第二铰接点的距离之和小于或等于第一铰接点到第二铰接点的距离到主动链轮的轴心到第一铰接点的距离之和。

3.如权利要求2所述的爬阶梯小车，其特征在于：所述前车架包括第一前车架、减震机构、第二前车架，第一前车架的下端设置支撑轮，第一前车架的上端与减震机构的下端固定连接，减震机构的上端与第二前车架的下端固定连接，第二前车架的上端与上车架的下端和后车架的上端固定连接。

4.如权利要求3所述的爬阶梯小车，其特征在于：所述减震机构包括减震弹簧，减震弹簧的下端与第一前车架的上端固定连接，减震弹簧的上端与第二前车架的下端固定连接。

5.如权利要求2或4所述的爬阶梯小车，其特征在于：所述支撑轮为万向轮，以方便操作者改变行驶方向。

6.如权利要求5所述的爬阶梯小车，其特征在于：所述从动链轮包括中心链轮、中心棘轮、棘爪，中心链轮与中心棘轮固定连接，且中心链轮和中心棘轮的轴心穿过轴杆，棘爪的一端固定在中心棘轮所在一侧的中心链轮的侧边，棘爪的另一端与中心链轮的齿槽配合连接，以使棘爪嵌入到中心链轮的齿槽中。

7.如权利要求6所述的爬阶梯小车，其特征在于：车架设置有承重筐，承重筐两端与车架固定连接，以盛放物品。