CN105853089B - 一种可攀越台阶的轮式机构及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可攀越台阶的轮式机构及其方法，一种可攀越台阶的轮式机构，包括：传动箱，其包括箱体、设于箱体内的驱动电机、与驱动电机输出轴传动联接的主传动轴；位于箱体两侧且分别与主传动轴两端传动联接的左传动轴和右传动轴；分别与左传动轴、右传动轴固定连接的左轮组、右轮组，所述左轮组包括与左传动轴固定连接的左轮架，设于左轮架上的至少两个车轮，所述右轮组包括与右传动轴固定连接的右轮架，设于右轮架上的至少两个车轮。本发明的左、右轮组的车轮均布于以轮架转动轴为中心的圆周上，爬楼时，电机驱动左、右轮组转动，而左、右轮组位于后侧的车轮向上旋转，前侧的车轮顶住台阶面或底面，从而形成翻滚，到达爬楼梯的目的。

Description

一种可攀越台阶的轮式机构及其方法

技术领域

本发明涉及一种轮式机构及其方法。

背景技术

现有技术中，载货的运输小车或者轮椅都只能在平坦的道路上行驶，而不能在有障碍物或者楼梯上行驶，对于搬运货物或者残疾人士上下楼梯、台阶非常不方便。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种可攀越台阶的轮式机构，通过爬楼轮式机构来实现运输小车或者轮椅上下楼梯的目的。

本发明的技术方案是：一种可攀越台阶的轮式机构，包括：

传动箱，其包括箱体、设于箱体内的驱动电机、与驱动电机输出轴传动联接的主传动轴；

位于箱体两侧且分别与主传动轴两端传动联接的左传动轴和右传动轴；

分别与左传动轴、右传动轴固定连接的左轮组、右轮组，所述左轮组包括与左传动轴固定连接的左轮架，设于左轮架上的至少两个车轮，所述右轮组包括与右传动轴固定连接的右轮架，设于右轮架上的至少两个车轮；

其中，所述箱体的两侧设有用于安装主传动轴的第一安装孔和第二安装孔，用于安装左传动轴和右传动轴的第三安装孔和第四安装孔；所述主传动轴、左传动轴、右传动轴分别转动联接于箱体；所述左轮组和右轮组的车轮上下两端都分别穿过左轮架、右轮架；所述左轮组的车轮均匀分布于以左轮架转动轴为中心的圆周上；所述右轮组的车轮均匀分布于以右轮架转动轴为中心的圆周上。

其进一步技术方案为：所述左轮组车轮的个数为两个、三个或者四个。

其进一步技术方案为：所述驱动电机设有用于制动的刹车装置。

其进一步技术方案为：所述驱动电机输出轴设有第一主动齿轮；所述主传动轴设有与第一主动齿轮传动联接的第一从动齿轮。

其进一步技术方案为：所述驱动电机输出轴设有第一皮带轮；所述主传动轴设有用于与第一皮带轮传动联接的第二皮带轮；所述可攀越台阶的轮式机构还包括传动联接于第一皮带轮与第二皮带轮之间的第一传动皮带。

其进一步技术方案为：所述左传动轴设有第三皮带轮；所述左轮组设有位于内侧且与第三皮带轮传动联接的第四皮带轮；所述右传动轴设有第五皮带轮；所述右轮组设有位于内侧且与第五皮带轮传动联接的第六皮带轮；所述可攀越台阶的轮式机构还包括传动联接于第三皮带轮与第四皮带轮之间的第二传动皮带，传动联接于第五皮带轮与第六皮带轮之间的第三传动皮带。

其进一步技术方案为：所述主传动轴的两端分别设有第二主动齿轮和第三主动齿轮；所述左传动轴设有与第二主动齿轮传动联接的第二从动齿轮；所述右传动轴设有与第三主动齿轮传动联接的第三从动齿轮；所述第二主动齿轮和第三主动齿轮的模数、齿数相同。

其进一步技术方案为：所述左轮组或右轮组中的车轮设有用于驱动车轮转动的轮毂电机。

其进一步技术方案为：所述左轮架包括与左传动轴固定连接的连接件，与连接件固定连接的支架；所述支架设有若干以连接件为中心向外延伸且相互之间夹角相同的轮条；所述车轮固定于轮条上。

一种可攀越台阶的轮式机构的行驶方法，包括：如权利要求1所述的轮式机构；所述左轮组、右轮组中的所有车轮都设有用于驱动车轮转动的轮毂电机；所述可攀越台阶的轮式机构的行驶方法包括以下步骤：

a.启动轮毂电机；

b.轮式机构与地面接触的前轮贴近台阶的竖直面；

c.启动驱动电机，使得左轮架、右轮架旋转；

d.所述轮式机构向上旋转的车轮与台阶面接触时，传动箱设有的距离识别装

置识别台阶上表面的纵向深度是否超过设定值；

若台阶上表面的纵向深度超过设定值时，左轮组、右轮组的二个车轮均与台

阶上表面接触时，则关闭驱动电机，并返回步骤b；

若台阶上表面的纵向深度未超过设定值时，则驱动电机、轮毂电机都不停止；

e.所述轮式机构上升至最后一个台阶后，左轮组、右轮组的二个车轮均与地

面接触时，关闭驱动电机；

f.到达目的地终点时，关闭轮毂电机。

本发明与现有技术相比的技术效果是：一种可攀越台阶的轮式机构，其通过驱动电机驱动主传动轴转动，主传动轴驱动箱体两侧的左、右传动轴转动，左、右传动轴分别固定有左轮组和右轮组，左、右轮组的车轮均匀分布于以轮架转动轴为中心的圆周上，爬楼时，驱动电机驱动左、右轮组转动，而左、右轮组位于后侧的车轮向上旋转，前侧的车轮顶住台阶面或底面，从而形成翻滚，到达爬楼梯的目的。

进一步，轮组设有用于驱动车轮转动的轮毂电机，可攀越台阶的轮式机构也可以在平地上行驶。

一种可攀越台阶的轮式机构的行驶方法，通过该方法实现轮式机构既能在平地上行驶，也能在台阶面行驶，同时也能适用于台阶面与平地相结合的复杂楼梯结构上行驶。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明一种可攀越台阶的轮式机构的立体视图。

图2为图1实施例的分解视图。

图3为图1实施例的又一分解视图。

图4为本发明一种可攀越台阶的轮式机构的行驶方法的流程图。

附图标记

10 轮式机构 1 传动箱

11 箱体 12 驱动电机

121 驱动电机输出轴 121A 第一主动齿轮

13 主传动轴 131 第一从动齿轮

132 第二主动齿轮 133 第三主动齿轮

14 轴承座 2 左传动轴

21 第二从动齿轮 3 右传动轴

31 第三从动齿轮 4 左轮组

41 左轮架 411 连接件

412A 轮条 412 支架

413 轮毂电机 42 车轮

5 右轮组 51 右轮架

6 导电滑环

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合示意图对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1、图2、图3所示，一种可攀越台阶的轮式机构10，包括：传动箱1、左传动轴2和右传动轴3、分别与左传动轴2、右传动轴3固定连接的左轮组4和右轮组5。

传动箱1包括箱体11、设于箱体11内的驱动电机12、与驱动电机输出轴121传动联接的主传动轴13、电源装置(图中未示出)。主传动轴13分别与左传动轴2和右传动轴3传动联接，驱动电机12与电源装置电性连接。

箱体11设有位于两侧且用于安装主传动轴13的第一安装孔和第二安装孔(图中未示出)，用于安装左传动轴2和右传动轴3的第三安装孔和第四安装孔(图中未示出)。第三安装孔和第四安装孔(图中未示出)设置于传动箱1靠前方位置，以便于轮式机构10爬楼梯时，不会与台阶面碰撞。传动箱1还设有位于箱体两侧的轴承座14，主传动轴13的两端转动连接于箱体，左传动轴2、右传动轴3的两端分别转动联接于箱体11和轴承座14，其中左传动轴2、右传动轴3分别位于箱体11两侧，可以安装在箱体11的内侧，也可以安装在箱体11的外侧。左传动轴2、右传动轴3的内侧分别固定有导电滑环6，以及分别设有导线孔，电源装置的一个导电输出端与导电滑环6滑动且电性联接。

左轮组4包括与左传动轴2固定连接的左轮架41，设于左轮架41上的两个车轮42。右轮组5包括与右传动轴3固定连接的右轮架51，设于右轮架51上的两个车轮42。左轮组4和右轮组5车轮的上下两端都分别穿过左轮架41、右轮架51，左轮组4、右轮组5转动180°后，车轮42依然与地面接触。左轮组4的车轮42均匀分布于以左轮架41转动轴为中心的圆周上，右轮组5的车轮42均匀分布于以右轮架51转动轴为中心的圆周上。

左轮架41包括与左传动轴2固定连接的连接件411，与连接件411固定连接的支架412。支架412设有若干以连接件411为中心向外延伸且相互之间夹角相同的轮条412A。

左轮组4的车轮42与左轮架41转动连接，右轮组5的车轮42与右轮架51转动连接，左轮组4或右轮组5中的车轮设有用于驱动车轮转动的轮毂电机413。车轮42固定于轮条412A上，通过轮毂电机413驱动车轮42转动，从而使得轮式机构10在平地上也能前进。右轮架51的结构与左轮架41的结构相同，左轮组4与右轮组5在工作时保持同步。连接轮毂电机413与导电滑环6的导线穿过导线孔，以避免左轮组4、右轮组5转动时，连接电源装置与轮毂电机413的电线拧成一团。

驱动电机输出轴121设有第一主动齿轮121A，主传动轴13设有与第一主动齿轮121A传动联接的第一从动齿轮131。主传动轴13的两端分别设有第二主动齿轮132和第三主动齿轮133，左传动轴2设有与第二主动齿轮132传动联接的第二从动齿轮21。右传动轴3设有与第三主动齿轮133传动联接的第三从动齿轮31，第二主动齿轮132和第三主动齿轮133的模数、齿数相同，以保证左轮组4和右轮组5之间的转动同步。

驱动电机12设有用于制动的刹车装置(图中未示出)，刹车装置(图中未示出)设于驱动电机输出轴121的一端。当刹车装置制动后，左轮架41和右轮架51都不转动，轮式机构10在平地上行驶时，也不会发生翻转。

爬楼时，驱动电机12驱动主传动轴13转动，主传动轴13驱动左传动轴2、右传动轴3转动，左传动轴和右传动轴3分别带动左轮组4和右轮组5转动，由于左轮组4和右轮组5都设有两个车轮42，其转动时，前侧的车轮42顶压地面，后面的车轮42向上旋转，然后与上面的台阶面接触，此时，原先的前轮变成后轮，原先的后轮变成前轮，轮式机构10也向上爬了一个台阶，以此方式向上爬升。车轮42的轮胎材料为弹性材料，以缓冲车轮转动与地面接触时所受的力。

可攀越台阶的轮式机构10，可适用于轮椅、搬运机、移动平台等。

一种可攀越台阶的轮式机构的行驶方法，包括：上述的轮式机构，左轮组、右轮组中的所有车轮都设有用于驱动车轮转动的轮毂电机。

如图4所示，可攀越台阶的轮式机构的行驶方法，包括以下步骤：

a.启动轮毂电机；

b.轮式机构与地面接触的前轮贴近台阶的竖直面；

c.启动驱动电机，使得左轮架、右轮架旋转；

d.所述轮式机构向上旋转的车轮与台阶面接触时，传动箱设有的距离识别装置识别台阶上表面的纵向深度是否超过设定值；

若台阶上表面的纵向深度超过设定值时，左轮组、右轮组的二个车轮均与台阶上表面接触时，则关闭驱动电机，并返回步骤b；

若台阶上表面的纵向深度未超过设定值时，则驱动电机、轮毂电机都不停止；

e.所述轮式机构上升至最后一个台阶后，左轮组、右轮组的二个车轮均与地面接触时，关闭驱动电机；

f.到达目的地终点时，关闭轮毂电机。

于其他实施例中，车轮的个数为三个或者四个。

于其他实施例中，驱动电机输出轴设有第一皮带轮；主传动轴设有用于与第一皮带轮传动联接的第二皮带轮；可攀越台阶的轮式机构还包括传动联接于第一皮带轮与第二皮带轮之间的第一传动皮带。

于其他实施例中，左传动轴设有第三皮带轮；左轮组设有位于内侧且与第三皮带轮传动联接的第四皮带轮；右传动轴设有第五皮带轮；右轮组设有位于内侧且与第五皮带轮传动联接的第六皮带轮；可攀越台阶的轮式机构还包括传动联接于第三皮带轮与第四皮带轮之间的第二传动皮带，传动联接于第五皮带轮与第六皮带轮之间的第三传动皮带。

于其他实施例中，左轮组、右轮组直接固定于主传动轴。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种可攀越台阶的轮式机构，其特征在于，包括：

传动箱，其包括箱体、设于箱体内的驱动电机、与驱动电机输出轴传动联接的主传动轴；

位于箱体两侧且分别与主传动轴两端传动联接的左传动轴和右传动轴；

分别与左传动轴、右传动轴固定连接的左轮组、右轮组，所述左轮组包括与左传动轴固定连接的左轮架，设于左轮架上的至少两个车轮，所述右轮组包括与右传动轴固定连接的右轮架，设于右轮架上的至少两个车轮；

其中，所述箱体的两侧设有用于安装主传动轴的第一安装孔和第二安装孔，用于安装左传动轴和右传动轴的第三安装孔和第四安装孔；所述主传动轴、左传动轴、右传动轴分别转动联接于箱体；所述左轮组和右轮组的车轮上下两端都分别穿过左轮架、右轮架；所述左轮组的车轮均匀分布于以左轮架转动轴为中心的圆周上；所述右轮组的车轮均匀分布于以右轮架转动轴为中心的圆周上；所述驱动电机设有用于制动的刹车装置；所述左轮组或右轮组中的车轮设有用于驱动车轮转动的轮毂电机；所述传动箱还包括电源装置；所述传动箱还设有位于箱体两侧的轴承座；所述主传动轴的两端转动连接于箱体；所述左传动轴、右传动轴的两端分别转动联接于箱体和轴承座，左传动轴、右传动轴分别位于箱体两侧；所述左传动轴、右传动轴的内侧分别固定有导电滑环，以及分别设有导线孔；连接所述轮毂电机与导电滑环的导线穿过所述导线孔。

2.根据权利要求1所述的可攀越台阶的轮式机构，其特征在于，所述左轮组车轮的个数为两个、三个或者四个。

3.根据权利要求1所述的可攀越台阶的轮式机构，其特征在于，所述驱动电机输出轴设有第一主动齿轮；所述主传动轴设有与第一主动齿轮传动联接的第一从动齿轮。

4.根据权利要求1所述的可攀越台阶的轮式机构，其特征在于，所述驱动电机输出轴设有第一皮带轮；所述主传动轴设有用于与第一皮带轮传动联接的第二皮带轮；所述可攀越台阶的轮式机构还包括传动联接于第一皮带轮与第二皮带轮之间的第一传动皮带。

5.根据权利要求1所述的可攀越台阶的轮式机构，其特征在于，所述左传动轴设有第三皮带轮；所述左轮组设有位于内侧且与第三皮带轮传动联接的第四皮带轮；所述右传动轴设有第五皮带轮；所述右轮组设有位于内侧且与第五皮带轮传动联接的第六皮带轮；所述可攀越台阶的轮式机构还包括传动联接于第三皮带轮与第四皮带轮之间的第二传动皮带，传动联接于第五皮带轮与第六皮带轮之间的第三传动皮带。

6.根据权利要求1所述的可攀越台阶的轮式机构，其特征在于，所述主传动轴的两端分别设有第二主动齿轮和第三主动齿轮；所述左传动轴设有与第二主动齿轮传动联接的第二从动齿轮；所述右传动轴设有与第三主动齿轮传动联接的第三从动齿轮；所述第二主动齿轮和第三主动齿轮的模数、齿数相同。

7.根据权利要求1所述的可攀越台阶的轮式机构，其特征在于，所述左轮架包括与左传动轴固定连接的连接件，与连接件固定连接的支架；所述支架设有若干以连接件为中心向外延伸且相互之间夹角相同的轮条；所述车轮固定于轮条上。

8.一种可攀越台阶的轮式机构的行驶方法，其特征在于，包括：如权利要求1所述的轮式机构；所述左轮组、右轮组中的所有车轮都设有用于驱动车轮转动的轮毂电机；所述可攀越台阶的轮式机构的行驶方法包括以下步骤：

a.启动轮毂电机；

b.轮式机构与地面接触的前轮贴近台阶的竖直面；

c.启动驱动电机，使得左轮架、右轮架旋转；

d.所述轮式机构向上旋转的车轮与台阶面接触时，传动箱设有的距离识别装置识别台阶上表面的纵向深度是否超过设定值；

若台阶上表面的纵向深度超过设定值时，左轮组、右轮组的二个车轮均与台阶上表面接触时，则关闭驱动电机，并返回步骤b；

若台阶上表面的纵向深度未超过设定值时，则驱动电机、轮毂电机都不停止；

e.所述轮式机构上升至最后一个台阶后，左轮组、右轮组的二个车轮均与地面接触时，关闭驱动电机；

f.到达目的地终点时，关闭轮毂电机。