CN108328458B - 自动爬楼梯的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动爬楼梯装置，包括第一升降机构，其包括踏板、伸缩轴、重量感应器和升降电机；踏板设置在楼梯台阶上；踏板由第一踏板和第二踏板组成；升降电机在重量感应器控制下驱动第一伸缩轴和第二伸缩轴的伸缩；第二升降机构，其包括感应板、旋转电机和支撑杆；支撑杆设置于第二踏板和楼梯台阶之间；感应板设置于每段楼梯的最下层的台阶的下方；感应板内设置有压力开关，旋转电机在压力开关控制下驱动支撑杆旋转30‑60°。其在现有的人力楼梯上进行改造，实现了用户自动上楼，并方便用户携带行李箱等大件物品上楼，为住户的生活提供了方便，且装置结构简单，便于维护，使用成本低。

Description

自动爬楼梯的装置

技术领域

本发明涉及电梯设备技术领域，特别涉及一种自动爬楼梯的装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，住房条件不断提高，且在寸土寸金的城市，环境优良的高层住宅越来越多，但是仍有许多多层无电梯的住房仍在使用，而多层楼房的住户大多为老人，传统的台阶式人力楼梯对于老年人或者孩子上楼非常吃力，尤其是在携带行李箱、婴儿手推车时，上楼更加困难，对已有的多层住宅进行加装电梯显然不能够实现，因而如果能对现有的多层楼房的楼梯进行改进，使之能够实现自动上楼，必将大大的方便用户的使用。

目前，也有在楼梯上设置升降单元的专利，例如申请号为CN200820074374.8的实用新型专利，公开了一种楼梯板可升降的楼梯，其特征在于：楼梯的每一阶梯是一个独立的可控自动升降单元，即每一阶梯的下面连接气/液压活塞，在楼梯主体框架上有气/液压缸，气/液压缸有气/液导管经电磁气/液阀连接气/液动力罐，电磁气/液阀连接电器控制部分；在楼梯的扶手上有控制开关。每一阶梯下面的两侧各有竖直的向下的导柱，在楼梯主体框架的两侧斜板上有各有与每阶梯下面的导柱配合的导轨。电器控制部分有计算机单片机，计算机单片机输入连接控制开关，控制开关连接编码器；计算机单片机的输出连接推动电路模块，推动电路模块经继电器连接电磁气/液阀；又如申请号为201320298228.4的实用新型专利，公开了一种空气助力梯，包括多个设置在楼梯台阶表面的气动升降单元，其特征在于：所述气动升降单元包括踏板机构，所述踏板机构包括踏板架，所述踏板架靠近两端处对称装有“几”字形钢制吊架，所述吊架下方装有气缸，该气缸的活塞杆前端或缸体底面与所述吊架联接；所述吊架下方还对称设有四根与地面固定的导向杆，该导向杆的上端与所述吊架固接，所述踏板架上开有与所述导向杆对应的导向孔或导向槽，保证所述踏板架能平稳运行；所述踏板架上放置一踏板，所述踏板与踏板架之间设有压力开关，所述气缸的供气机构通过一独立电磁阀与所述气缸的进气口连通，所述电磁阀在所述压力开关控制下向所述气缸送气或向外放气。其中两篇专利的技术方案均能实现自动上楼，但是第一个技术方案需要单片机等控制单元的应用，使得使用成本过高，且需要将可控自动升降单元预先埋入楼梯阶梯中，只能是在浇筑楼梯时进行施工，对于已经建成楼房的楼梯就无能为力；第二个技术方案仅具有台阶上的升降功能，对于婴儿车、购物车等的上楼依然不够方便。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种自动爬楼梯的装置，在现有的人力楼梯上进行改造，实现了用户自动上楼，并方便用户携带行李箱等大件物品上楼，为住户的生活提供了方便，且装置结构简单，便于维护，使用成本低。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种自动爬楼梯的装置，包括：

第一升降机构，其包括踏板、伸缩轴、重量感应器和升降电机；所述踏板设置为多个，多个所述踏板分别设置在各阶所述楼梯台阶的表面上；所述踏板由第一踏板和第二踏板组成；所述第一踏板和第二踏板并列排列，以将所述楼梯台阶的表面覆盖；且所述第一踏板位于所述第二踏板的左侧，所述第一踏板的长度占所述楼梯台阶宽度的2/3-3/4；所述第二踏板的长度占所述楼梯台阶宽度的1/4-1/3；所述伸缩轴设置为多个，并分为第一伸缩轴和第二伸缩轴；所述第一伸缩轴分别竖直设置于所述楼梯台阶和第一踏板之间，所述第二伸缩轴分别竖直设置于所述楼梯台阶和第二踏板之间；所述重量感应器设置于所述第一伸缩轴和第一踏板之间，以及所述第二伸缩轴和第二踏板之间；所述升降电机分别与所述第一伸缩轴和第二伸缩轴连接，所述升降电机在所述重量感应器控制下驱动所述第一伸缩轴和第二伸缩轴的伸缩；

第二升降机构，其包括感应板、旋转电机和支撑杆；所述支撑杆设置于所述第二踏板和楼梯台阶之间，并沿所述第二踏板的纵向中心轴线设置；所述感应板设置于每段楼梯的最下层的台阶的下方，所述感应板与所述第二踏板宽度相同，且一端与所述每段楼梯的最下层的台阶上的第二踏板的边缘相齐平，另一端与最下层的台阶下的地面相抵顶，以形成连接于楼梯的斜面；所述旋转电机连接于所述支撑杆，所述感应板内设置有压力开关，所述旋转电机在所述压力开关控制下驱动所述支撑杆旋转30-60°，以使各阶台阶上的所述第二踏板的首尾相接，并形成平行于所述楼梯倾斜角度的平面。

优选的是，所述的自动爬楼梯的装置中，所述第一伸缩轴和第二伸缩轴的伸长长度为楼梯单阶台阶的垂直高度或所述垂直高度的整数倍。

优选的是，所述的自动爬楼梯的装置中，所述第一伸缩轴和第二伸缩轴同步伸缩。

优选的是，所述的自动爬楼梯的装置中，所述压力开关连接于所述升降电机，以在所述压力开关感应到压力时，限制所述升降电机驱动第二伸缩轴的伸缩。

优选的是，所述的自动爬楼梯的装置中，所述第一踏板和第二踏板均以靠近上一阶的台阶的一端较低的方式倾斜设置，且所述第一踏板和第二踏板的倾斜角度为与水平面的夹角为5-10°。

优选的是，所述的自动爬楼梯的装置中，沿台阶的横向方向，在所述第二踏板的中部设置有挡板，所述挡板凸出于所述第二踏板的上表面，且垂直高度为15-25cm。

优选的是，所述的自动爬楼梯的装置中，所述重量感应器内设置有延时开关，所述延时开关连接于所述升降电机，以在所述重量感应器感应的重力值小于设定的阈值，且在所述延时开关上设定的延时时间过后，驱动所述第一伸缩轴和第二伸缩轴收缩。

优选的是，所述的自动爬楼梯的装置中，由位于每段楼梯的最底层的台阶表面的第一伸缩轴开始，在所述重量感应器感应到的重力值大于设定的阈值时，相邻的两阶台阶上的第一踏板和第二踏板在第一伸缩轴和第二伸缩轴的带动下升高到同一高度。

优选的是，所述的自动爬楼梯的装置中，还包括：

支架，其设置于所述第一踏板和第一伸缩轴之间；所述支架包括4-8根杆体和弹簧，所述杆体的第一端通过所述弹簧相互连接形成弹性连接点，第二端分别向四周方向延伸，以呈星形结构设置；所述第一端位于所述第一踏板的下表面中心，各个所述杆体的第二端分别延伸至所述第一踏板的各个边缘，且所述杆体的第二端与所述第一踏板的底面相抵顶，第一端距离所述第一踏板的底面0.5-1cm，所述重量感应器设置于所述弹性连接点的上方，以在所述第一踏板遇到向下的重力作用时，所述重量感应器与所述第一踏板相接触；所述第一伸缩轴连接于所述弹性连接点的下方。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明通过在各阶楼梯上设置伸缩轴和踏板，配合重量感应器和升降电机的使用，使得用户在踏上台阶后，重量感应器感应到重量，从而控制升降电机驱动用户脚下的伸缩轴向上伸长，从而带动踏板上升，使得用户脚下的踏板随之升高，进而带动踏板上的用户上升到一定高度，而后用户向前迈步到所述台阶上方的台阶上，上方台阶上的踏板又向上升高，从而实现了在用户在平面上迈步，即使用户上楼的目的，减轻了用户上楼的麻烦，为用户的生活提供了方便。

通过将踏板分为第一踏板和第二踏板，而第二踏板与感应板相连，使得用户在携带行李箱、购物车或者婴儿推车等大件物品上楼时，行李箱等在拖拽时经过倾斜的感应板上楼，感应板内的压力开关会控制旋转电机驱动第二踏板下方的支撑杆旋转，进而使得各个第二踏板收尾相接，形成覆盖在楼梯上的斜面，从而便于用户对行李箱等的拖拽，使得携带重物上楼的用户更加方便省力，提高了用户居住的便捷性。

通过踏板、电机、重量感应器和压力开关等简单的结构实现了了对现有多层无楼梯住房的楼梯的改造，改造成本相对较低，且能使得用户能够像居住在带有电梯的住宅内一样方便，使得所述自动爬楼梯的装置具有实际的推广使用的意义。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的自动爬楼梯的装置的结构图；

图2为本发明所述的支架的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本发明提供一种自动爬楼梯的装置，包括：第一升降机构，其包括踏板、伸缩轴、重量感应器和升降电机1；所述踏板设置为多个，多个所述踏板分别设置在各阶所述楼梯台阶2的表面上；所述踏板由第一踏板3和第二踏板4组成；所述第一踏板3和第二踏板4并列排列，以将所述楼梯台阶2的表面覆盖；且所述第一踏板3位于所述第二踏板4的左侧，所述第一踏板3的长度占所述楼梯台阶2宽度的2/3-3/4；所述第二踏板4的长度占所述楼梯台阶2宽度的1/4-1/3；所述伸缩轴设置为多个，并分为第一伸缩轴5和第二伸缩轴6；所述第一伸缩轴5分别竖直设置于所述楼梯台阶2和第一踏板3之间，所述第二伸缩轴6分别竖直设置于所述楼梯台阶2和第二踏板4之间；所述重量感应器设置于所述第一伸缩轴5和第一踏板3之间，以及所述第二伸缩轴6和第二踏板4之间；所述升降电机1分别与所述第一伸缩轴5和第二伸缩轴6连接，所述升降电机1在所述重量感应器控制下驱动所述第一伸缩轴5和第二伸缩轴6的伸缩。

第二升降机构，其包括感应板7、旋转电机8和支撑杆9；所述支撑杆9设置于所述第二踏板4和楼梯台阶2之间，并沿所述第二踏板4的纵向中心轴线设置；所述感应板7设置于每段楼梯的最下层的台阶2的下方，所述感应板7与所述第二踏板4宽度相同，且一端与所述每段楼梯的最下层的台阶2上的第二踏板4的边缘相齐平，另一端与最下层的台阶2下的地面相抵顶，以形成连接于楼梯的斜面；所述旋转电机8连接于所述支撑杆9，所述感应板7内设置有压力开关，所述旋转电机8在所述压力开关控制下驱动所述支撑杆9旋转30-60°，以使各阶台阶2上的所述第二踏板4的首尾相接，并形成平行于所述楼梯倾斜角度的平面。

在上述方案中，通过在各阶楼梯上设置伸缩轴和踏板，配合重量感应器和升降电机的使用，使得用户在踏上台阶后，重量感应器感应到重量，从而控制升降电机驱动用户脚下的伸缩轴向上伸长，从而带动踏板上升，使得用户脚下的踏板随之升高，进而带动踏板上的用户上升到一定高度，而后用户向前迈步到所述台阶上方的台阶上，上方台阶上的踏板又向上升高，从而实现了在用户在平面上迈步，即使用户上楼的目的，减轻了用户上楼的麻烦，为用户的生活提供了方便。通过将踏板分为第一踏板和第二踏板，而第二踏板与感应板相连，使得用户在携带行李箱、购物车或者婴儿推车等大件物品上楼时，行李箱等在拖拽时经过倾斜的感应板上楼，感应板内的压力开关会控制旋转电机驱动第二踏板下方的支撑杆旋转，进而使得各个第二踏板收尾相接，形成覆盖在楼梯上的斜面，从而便于用户对行李箱等的拖拽，使得携带重物上楼的用户更加方便省力，提高了用户居住的便捷性。通过踏板、电机、重量感应器和压力开关等简单的结构实现了了对现有多层无楼梯住房的楼梯的改造，改造成本相对较低，且能使得用户能够像居住在带有电梯的住宅内一样方便，使得所述自动爬楼梯的装置具有实际的推广使用的意义。

其中，针对一般人的行为习惯，本发明将主要用于拖拽大件物品的第二踏板设置在第一踏板的右侧，使得用户使用更加方便。而通过将踏板分为第一踏板和第二踏板，是考虑到住户需要拖拽上楼的物品一般为行李箱、婴儿拖车等底部具有轱辘的物品，因而在上楼时通过倾斜的感应板的设置，能够使得用户的物品直接接触感应板，进而为第二踏板倾斜提供信号。同时考虑到现有的行李箱以及婴儿推车等的体积本身较大，如果没有第二踏板的设置，放置在一个台阶上，即第一踏板上很难具有稳固性，因而虽然第一踏板具备升降功能，但是仍然不方便大件物品的上楼。另外，支撑杆的旋转角度设置为30-60°，符合一般建筑楼梯的要求，能够保证第二踏板间收尾相接，且形成的斜面的坡度便于大件物品拖拽上楼。

一个优选方案中，所述第一伸缩轴5和第二伸缩轴6的伸长长度为楼梯单阶台阶的垂直高度或所述垂直高度的整数倍。

在上述方案中，通过设置第一或第二伸缩轴的伸长长度为单阶台阶的垂直高度或其整数倍，能够使得第一踏板或第二踏板升高至与上一阶台阶或上上阶的台阶高度相同，从而便于用户在上楼时相当于在平地上行走。

一个优选方案中，所述第一伸缩轴5和第二伸缩轴6同步伸缩。

在上述方案中，通过控制第一伸缩轴和第二伸缩轴同步伸缩，能够使得用户踏在第一踏板上时，第二踏板能够随同第一踏板同步升高，进而保证踏板的整体运动，提高了用户使用时的安全。

一个优选方案中，所述压力开关连接于所述升降电机1，以在所述压力开关感应到压力时，限制所述升降电机1驱动第二伸缩轴6的伸缩。

在上述方案中，通过设置压力开关连接升降电机，能够使得压力开关控制升降电机对第二踏板的高度的控制，在压力开关感应到压力时，即用户拖拽大件物品上楼时，压力开关能够向升降电机发出信号，使得升降电机不驱动第二伸缩轴伸长，而压力开关控制下的旋转电机此时能够使得第二踏板倾斜，从而在第一踏板携带用户上楼的同时，拖拽大件物品在第二踏板形成的平面上进行上楼。

一个优选方案中，所述第一踏板3和第二踏板4均以靠近上一阶的台阶2的一端较低的方式倾斜设置，且所述第一踏板3和第二踏板4的倾斜角度为与水平面的夹角为5-10°。

在上述方案中，通过设置第一踏板和第二踏板均为倾斜设置，使得用户站在踏板上重心轻度前移，进而在踏板升高时站立会相对稳定，从而提高了所述自动爬梯装置使用时的安全性。且通过反复实验发现，控制倾斜角度与水平面夹角为5-10°间，能够使得用户的重心轻度前移，而不会使用户有不适感，而角度过小起到不到稳定重心的作用，而角度过大，会使得重心过度前移，并使用户产生一定的不适感。

一个优选方案中，沿台阶2的横向方向，在所述第二踏板4的中部设置有挡板10，所述挡板10凸出于所述第二踏板4的上表面，且垂直高度为15-25cm。

在上述方案中，通过在第二踏板上设置凸出于第二踏板表面的挡板，能够使得挡板限制大件物品向下滑动，使用户在拖拽大件物品上楼时更加方便省力。

一个优选方案中，所述重量感应器内设置有延时开关，所述延时开关连接于所述升降电机1，以在所述重量感应器感应的重力值小于设定的阈值，且在所述延时开关上设定的延时时间过后，驱动所述第一伸缩轴5和第二伸缩轴6收缩。

在上述方案中，通过在重量感应器内设置延时开关，能够使得用户在上到上一阶台阶后，之前的台阶在延时时间过后，伸缩轴向下收缩恢复到初始状态，从而方便其他用户的使用。

一个优选方案中，由位于每段楼梯的最底层的台阶2表面的第一伸缩轴5开始，在所述重量感应器感应到的重力值大于设定的阈值时，相邻的两阶台阶2上的第一踏板3和第二踏板4在第一伸缩轴5和第二伸缩轴6的带动下升高到同一高度。

在上述方案中，通过上述设置，使得用户在踏上一阶台阶后，上方相邻的一阶台阶也会升高，从而使得用户踏在的一阶台阶的踏板上升两个台阶的垂直高度，即用户一次迈步能够上升3个台阶，提高了用户上楼的效率，且此种上升方式考虑到了在平地上用户迈步比上楼梯时横向距离较大，因而两阶台阶同时升高，能够使得用户在迈步时更加舒适，提高了用户的使用感受。

如图2所示，一个优选方案中，还包括：支架，其设置于所述第一踏板3和第一伸缩轴5之间；所述支架包括4-8根杆体11和弹簧12，所述杆体11的第一端通过所述弹簧12相互连接形成弹性连接点，第二端分别向四周方向延伸，以呈星形结构设置；所述第一端位于所述第一踏板3的下表面中心，各个所述杆体11的第二端分别延伸至所述第一踏板3的各个边缘，且所述杆体11的第二端与所述第一踏板3的底面相抵顶，第一端距离所述第一踏板3的底面0.5-1cm，所述重量感应器设置于所述弹性连接点的上方，以在所述第一踏板3遇到向下的重力作用时，所述重量感应器与所述第一踏板3相接触；所述第一伸缩轴5连接于所述弹性连接点的下方。

在上述方案中，通过在第一踏板和第一伸缩轴间设置支架，使得支架能够更加稳定的支撑第一踏板，且杆体通过弹簧相连，并使得杆体向第一踏板下方的各个方向延伸，使得用户在踏在踏板上时，不管站立在踏板的哪个位置，杆体受到压力，使得弹簧变形，进而均能使得重量感应器接触第一踏板，进而使得第一踏板受力更加均匀，提高了所述第一踏板的灵敏度，使所述自动爬梯装置使用更加便捷，且使用感受更好。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种自动爬楼梯的装置，其中，包括：

第一升降机构，其包括踏板、伸缩轴、重量感应器和升降电机；所述踏板设置为多个，多个所述踏板分别设置在各阶楼梯台阶的表面上；所述踏板由第一踏板和第二踏板组成；所述第一踏板和第二踏板并列排列，以将所述楼梯台阶的表面覆盖；且所述第一踏板位于所述第二踏板的左侧，所述第一踏板的长度占所述楼梯台阶宽度的2/3-3/4；所述第二踏板的长度占所述楼梯台阶宽度的1/4-1/3；所述伸缩轴设置为多个，并分为第一伸缩轴和第二伸缩轴；所述第一伸缩轴分别竖直设置于所述楼梯台阶和第一踏板之间，所述第二伸缩轴分别竖直设置于所述楼梯台阶和第二踏板之间；所述重量感应器设置于所述第一伸缩轴和第一踏板之间，以及所述第二伸缩轴和第二踏板之间；所述升降电机分别与所述第一伸缩轴和第二伸缩轴连接，所述升降电机在所述重量感应器控制下驱动所述第一伸缩轴和第二伸缩轴的伸缩；

第二升降机构，其包括感应板、旋转电机和支撑杆；所述支撑杆设置于所述第二踏板和楼梯台阶之间，并沿所述第二踏板的纵向中心轴线设置；所述感应板设置于每段楼梯的最下层的台阶的下方，所述感应板与所述第二踏板宽度相同，且一端与所述每段楼梯的最下层的台阶上的第二踏板的边缘相齐平，另一端与最下层的台阶下的地面相抵顶，以形成连接于楼梯的斜面；所述旋转电机连接于所述支撑杆，所述感应板内设置有压力开关，所述旋转电机在所述压力开关控制下驱动所述支撑杆旋转30-60°，以使各阶台阶上的所述第二踏板的首尾相接，并形成平行于所述楼梯倾斜角度的平面；

支架，其设置于所述第一踏板和第一伸缩轴之间；所述支架包括4-8根杆体和弹簧，所述杆体的第一端通过所述弹簧相互连接形成弹性连接点，第二端分别向四周方向延伸，以呈星形结构设置；所述第一端位于所述第一踏板的下表面中心，各个所述杆体的第二端分别延伸至所述第一踏板的各个边缘，且所述杆体的第二端与所述第一踏板的底面相抵顶，第一端距离所述第一踏板的底面0.5-1cm，所述重量感应器设置于所述弹性连接点的上方，以在所述第一踏板遇到向下的重力作用时，所述重量感应器与所述第一踏板相接触；所述第一伸缩轴连接于所述弹性连接点的下方；

另外，所述第一踏板和第二踏板均以靠近上一阶的台阶的一端较低的方式倾斜设置，且所述第一踏板和第二踏板的倾斜角度为与水平面的夹角为5-10°。

2.如权利要求1所述的自动爬楼梯的装置，其中，所述第一伸缩轴和第二伸缩轴的伸长长度为楼梯单阶台阶的垂直高度或所述垂直高度的整数倍。

3.如权利要求1所述的自动爬楼梯的装置，其中，所述第一伸缩轴和第二伸缩轴同步伸缩。

4.如权利要求3所述的自动爬楼梯的装置，其中，所述压力开关连接于所述升降电机，以在所述压力开关感应到压力时，限制所述升降电机驱动第二伸缩轴的伸缩。

5.如权利要求1所述的自动爬楼梯的装置，其中，沿台阶的横向方向，在所述第二踏板的中部设置有挡板，所述挡板凸出于所述第二踏板的上表面，且垂直高度为15-25cm。

6.如权利要求1所述的自动爬楼梯的装置，其中，所述重量感应器内设置有延时开关，所述延时开关连接于所述升降电机，以在所述重量感应器感应的重力值小于设定的阈值，且在所述延时开关上设定的延时时间过后，驱动所述第一伸缩轴和第二伸缩轴收缩。

7.如权利要求1所述的自动爬楼梯的装置，其中，由位于每段楼梯的最底层的台阶表面的第一伸缩轴开始，在所述重量感应器感应到的重力值大于设定的阈值时，相邻的两阶台阶上的第一踏板和第二踏板在第一伸缩轴和第二伸缩轴的带动下升高到同一高度。