CN108791376B - 一种可调节步距爬楼梯装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调节步距爬楼梯装置，包括车架，对称安装在车架底部的两个爬梯车轮，带动爬梯车轮转动的车轮驱动机构，多块伸缩块，带动伸缩块露出或缩回爬梯车轮的伸缩块驱动机构；每个爬梯车轮的内部设有多个沿着圆周方向均匀分布的孔槽，伸缩块位于孔槽内，每一块伸缩块圆周表面的圆周方向上设有多个弹簧，弹簧的一端连接在爬梯车轮上，弹簧的另一端连接在伸缩块上，车轮驱动机构安装在车架的下部，车轮驱动机构的输出端连接在爬梯车轮上，伸缩块驱动机构的输出端置于爬梯车轮的内部且与伸缩块相接触。本发明可以用来爬楼梯，属于爬楼梯装置的技术领域。

Description

一种可调节步距爬楼梯装置

技术领域

本发明涉及爬楼梯装置的技术领域，尤其涉及一种可调节步距爬楼梯装置。

背景技术

随着经济的快速发展，高层建筑越来越多，在停电等突发情况下，人们就不得已要爬楼梯，在没有电梯的建筑中，居民更是经常爬楼梯，在携带重物爬楼梯时，会非常的费劲，目前没有更好的办法解决这种问题。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种可调节步距爬楼梯装置，可以用来爬楼梯。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可调节步距爬楼梯装置，包括车架，对称安装在车架底部的两个爬梯车轮，带动爬梯车轮转动的车轮驱动机构，多块伸缩块，带动伸缩块露出或缩回爬梯车轮的伸缩块驱动机构；每个爬梯车轮的内部设有多个沿着圆周方向均匀分布的孔槽，伸缩块位于孔槽内，每一块伸缩块圆周表面的圆周方向上设有多个弹簧，弹簧的一端连接在爬梯车轮上，弹簧的另一端连接在伸缩块上，车轮驱动机构安装在车架的下部，车轮驱动机构的输出端连接在爬梯车轮上，伸缩块驱动机构的输出端置于爬梯车轮的内部且与伸缩块相接触。

进一步的是：孔槽和伸缩块均呈T字型，伸缩块的内端部设有径向凸缘，径向凸缘的圆周侧面与爬梯车轮孔槽处的孔壁相接触，弹簧的一端连接在爬梯车轮孔槽处的台阶面上，弹簧的另一端连接在径向凸缘上。

进一步的是：车轮驱动机构包括第一电机，安装在第一电机输出端上的输出轴，分居输出轴两侧的两组第一驱动组件，两个第一推力轴承和两个第三推力轴承；第一驱动组件包括第一主动齿轮和套筒；第一主动齿轮套装在输出轴的端部，套筒上设有花键或第一从动齿轮，第一主动齿轮与花键或第一从动齿轮相啮合，套筒的端部连接在爬梯车轮的端面上，两个第一推力轴承和两个第三推力轴承均对称安装在车架的底部，第一推力轴承和第三推力轴承均套装在套筒上。

进一步的是：伸缩块驱动机构包括设有两个输出端的第二电机，分居第二电机两侧的两组第二驱动组件；第二驱动组件包括滚珠丝杆，套在滚珠丝杆上的丝杠套，锥形顶块，套装在滚珠丝杆上的第二推力轴承；滚珠丝杆的端部连接在第二电机的输出端上，丝杠套置于锥形顶块的内部，丝杠套和锥形顶块通过螺栓连接在一起，锥形顶块置于爬梯车轮的内部，锥形顶块与伸缩块相接触；滚珠丝杆从套筒的中心孔内穿过。

进一步的是：伸缩块驱动机构包括第三电机，安装在第三电机输出端上的第二主动锥齿轮，分居第二主动锥齿轮两侧的两组第三驱动组件；第三驱动组件包括第二从动锥齿轮，传动轴，套装在传动轴上的第二推力轴承，套装在传动轴上凸轮；第二从动锥齿轮与第二主动锥齿轮相啮合，凸轮置于爬梯车轮的内部，凸轮与伸缩块相接触，凸轮设有多个圆弧凸起，圆弧凸起的个数与伸缩块的个数相同，传动轴的端部与第二从动锥齿轮花键连接，传动轴和第二从动锥齿轮共同穿过套筒的内部空间。

进一步的是：车轮驱动机构和伸缩块驱动机构均有两个，均对称设置在车架底部的两侧；车轮驱动机构包括第四电机，安装在第四电机输出端上的驱动齿轮，驱动桥，第一推力轴承；第一推力轴承安装车架上，第一推力轴承套装在驱动桥上，驱动桥的一端连接在爬梯车轮上，驱动桥的另一端与驱动齿轮相啮合；伸缩块驱动机构包括第五电机、凸轮、第二推力轴承、输出轴；第二推力轴承套装在输出轴上，输出轴穿过驱动桥的中心孔，凸轮套装在输出轴上，输出轴与第五电机的输出端连接在一起，凸轮置于爬梯车轮的内部，凸轮与伸缩块相接触，凸轮设有多个圆弧凸起，圆弧凸起的个数与伸缩块的个数相同。

进一步的是：车架包括上车架和下车架，上车架升降式地安装在下车架上；上车架包括一体形成的第一纵杆、连杆、第二纵杆；连杆的一端连接在第一纵杆的上端，连杆的另一端连接在第二纵杆的上端；第一纵杆和第二纵杆上设有旋转手柄。

进一步的是：爬楼梯装置还包括安装在下车架上的蓄电池，套在连杆中间位置上的可旋转橡胶环，电灯，显示屏；电灯和显示屏通过万向节安装在橡胶环上。

进一步的是：下车架包括一体结构的竖直架和水平架，水平架安装在竖直架的下端，水平架为框架结构，水平架上设有计量称。

进一步的是：伸缩块的外端部设有弧形块，随着伸缩块缩回爬梯车轮的内部，弧形块的圆弧表面和爬梯车轮的圆周表面平滑过渡。

总的说来，本发明具有如下优点：

本爬楼梯装置可以用来爬楼梯，车轮驱动机构和伸缩块驱动机构的具体结构可以有多种，分别用来驱动爬梯车轮旋转和顶出伸缩块，从而实现爬楼梯的目的。旋转手柄方便推动爬楼梯装置，蓄电池可以用来供电，橡胶环可以将电灯和显示屏旋转到连杆的上方或下方；弧形块可以实现爬楼梯的平稳攀爬。弹簧可以实现复位作用，当伸缩块驱动机构的输出端不向外顶出伸缩块时，弹簧可以将伸缩块缩回爬梯车轮的内部。本爬楼梯装置可以爬不同楼梯台阶的高度，即爬楼梯装置的步距可以调节，台阶高度越高，伸缩块则需要露出爬梯车轮越多。

附图说明

图1是本爬楼梯装置实施例1的主视图。

图2是本爬楼梯装置实施例1的左视图。

图3是本爬楼梯装置实施例1车轮驱动机构和伸缩块驱动机构处的结构示意图。

图4是图2A处的放大图。

图5是本爬楼梯装置实施例2车轮驱动机构和伸缩块驱动机构处的结构示意图。

图6是本爬楼梯装置实施例2和实施例3竖直架下部的结构示意图。

图7是本爬楼梯装置实施例3车轮驱动机构和伸缩块驱动机构处的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：

1为上车架，2为下车架，3为爬梯车轮，4为伸缩块，5为弹簧，6为伸缩块驱动机构，7为车轮驱动机构，8为第一电机，9为输出轴，10为第一主动齿轮，11为套筒，12为第一推力轴承，13为第二电机，14为滚珠丝杆，15为第二推力轴承，16为丝杠套，17为锥形顶块，18为中心槽，19为圆柱空腔，20为下车架的竖直架，21为下车架的水平架，22为蓄电池，23为第三电机，24为第二主动锥齿轮，25为第二从动锥齿轮，26为传动轴，27为圆弧凸起，28为凸轮，29为第四电机，30为驱动齿轮，31为驱动桥，32为第五电机，33为输出轴，34为旋转手柄，35为显示屏，36为万向节，37为橡胶环，38为电灯，39为第三推力轴承。

为叙述方便，现对下文所说的方位说明如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影的方位一致。

实施例1

结合图1、图2、图3、图4所示，一种可调节步距爬楼梯装置，包括车架，对称安装在车架底部的两个爬梯车轮，带动爬梯车轮转动的车轮驱动机构，多块伸缩块，带动伸缩块露出或缩回爬梯车轮的伸缩块驱动机构。两个爬梯车轮对称设置在车架底部的左右两侧，伸缩块可以露出爬梯车轮的圆周表面，也可以缩回到爬梯车轮的内部。每个爬梯车轮的内部设有多个沿着圆周方向均匀分布的孔槽，即在爬梯车轮的圆周侧面上开设了多个孔槽，多个孔槽沿着爬梯车轮的圆周侧面均匀分布。伸缩块位于孔槽内，一个孔槽内放置有一块伸缩块；每一块伸缩块圆周表面的圆周方向上设有多个弹簧，且多个弹簧均匀分布，即多个弹簧均匀布置在伸缩块圆周表面的外侧。弹簧的一端连接在爬梯车轮上，弹簧的另一端连接在伸缩块上，弹簧是置于孔槽内的，车轮驱动机构安装在车架的下部，车轮驱动机构的输出端连接在爬梯车轮上，伸缩块驱动机构的输出端置于爬梯车轮的内部且与伸缩块相接触。车轮驱动机构的输出端可以带动爬梯车轮旋转。弹簧可以实现复位作用，当伸缩块驱动机构的输出端不向外顶出伸缩块时，弹簧可以将伸缩块缩回爬梯车轮的内部。

结合图1、图3所示，孔槽和伸缩块均呈T字型，指向爬梯车轮的中心为内，指向爬梯车轮的圆周侧面为外，伸缩块的内端部设有径向凸缘，即伸缩块中靠近爬梯车轮中心的一端设有径向凸缘，径向凸缘的圆周侧面与爬梯车轮孔槽处的孔壁相接触，伸缩块放置在孔槽内后，伸缩块和爬梯车轮形成用于放置弹簧的圆柱空腔，T字型的孔槽会形成一个台阶面。弹簧的一端连接在爬梯车轮孔槽处的台阶面上，弹簧的另一端连接在径向凸缘上。

结合图1、图2、图4所示，车架包括上车架和下车架，上车架升降式地安装在下车架上。上车架可以上下移动，从而调整上车架的高度。上车架包括一体形成的第一纵杆、连杆、第二纵杆；连杆的一端连接在第一纵杆的上端，连杆的另一端连接在第二纵杆的上端，第一纵杆和第二纵杆上设有旋转手柄。

结合图1、图4所示，爬楼梯装置还包括安装在下车架上的蓄电池，套在连杆中间位置上的可旋转橡胶环，电灯，显示屏；电灯和显示屏通过万向节安装在橡胶环上。蓄电池可以为爬楼梯装置的用电设备供电，橡胶环可以转动，从而将电灯和显示屏旋转到连杆的上方或者连杆的下方。电灯和显示屏通过万向节可以转动到合适的角度，电灯可以起到照明作用，显示屏可以显示电池电量、承载物体的重量等信息。电灯和显示屏属于现有的技术。

下车架包括一体结构的竖直架和水平架，水平架安装在竖直架下端的后部，爬梯车轮安装在竖直架下端的前部，水平架为框架结构，水平架上设有计量称，计量称可以称量物体的重量。

伸缩块的外端部设有弧形块，随着伸缩块缩回爬梯车轮的内部，弧形块的圆弧表面和爬梯车轮的圆周表面平滑过渡，这样，当伸缩块缩回爬梯车轮的内部后，爬梯车轮和弧形块又共同形成了一个完成的车轮，从而可以在平地面上行走。当伸缩块露出爬梯车轮后，爬梯车轮可以用来爬楼梯。

结合图1、图3所示，车轮驱动机构包括第一电机，安装在第一电机输出端上的输出轴，分居输出轴两侧的两组第一驱动组件，两个第一推力轴承和两个第三推力轴承。两个第一推力轴承和两个第三推力轴承均对称安装在车架的底部，两组第一驱动组件对称设置且分居输出轴的左右两侧，两个第一推力轴承和两个第三推力轴承均对称设置且分居输出轴的左右两侧，第一推力轴承和第三推力轴承均安装在竖直架的下部。第一驱动组件包括第一主动齿轮和套筒；两个第一主动齿轮则分别套装在输出轴的两端，套筒上设有花键或第一从动齿轮，第一主动齿轮与花键或第一从动齿轮相啮合，套筒的一端设有花键，套筒的另一端连接在爬梯车轮的端面上，第一推力轴承套装在套筒端部上，第三推力轴承套装在套筒的中部位置上。本发明中，套筒上设置花键，采用套筒上的花键与第一主动齿轮相啮合可以减少整体的体积，若采用第一从动齿轮与第一主动齿轮相啮合，则增大了整体的体积。第一推力轴承和第三推力轴承上设有轴承挡圈，第一推力轴承和第三推力轴承会受到轴向力，轴承挡圈可以防止第一推力轴承和第三推力轴承从车架中串出来。

结合图1、图3所示，伸缩块驱动机构包括设有两个输出端的第二电机，分居第二电机左右两侧的两组第二驱动组件。第二电机的两个输出端左右对称设置，两组第二驱动组件左右对称设置。第二驱动组件包括滚珠丝杆，套在滚珠丝杆上的丝杠套，锥形顶块，套装在滚珠丝杆上的第二推力轴承。两组第二驱动组件中的滚珠丝杆旋向是相反的，丝杠套套在滚珠丝杆的一端，滚珠丝杆的另一端部连接在第二电机的输出端上，丝杠套置于锥形顶块的内部，丝杠套的端面和锥形顶块的端面通过螺栓连接在一起，锥形顶块置于爬梯车轮的内部，锥形顶块与伸缩块相接触，爬梯车轮有个中心槽，该中心槽与爬梯车轮的孔槽相通，锥形顶块置于中心槽内，锥形顶块包括一体形成的圆柱部和圆台部，锥形顶块的截面形状是由梯形形和矩形围成的。滚珠丝杆从套筒的中心孔内穿过。滚珠丝杆只是在端部与丝杠套存在滚珠配合，滚珠丝杆的其他部位可呈轴状。如果采用丝杆和螺母配合，那么在螺母运动时会出现很大的摩擦力，而且螺母的运行速度慢，第一推力轴承和第二推力轴承可以抵消轴向的应力。

本爬楼梯装置的工作原理：爬楼梯装置在平地上行走时，伸缩块缩回爬梯车轮的内部后，爬梯车轮和弧形块共同形成了一个完成的车轮，推动爬楼梯装置从而可以在平地上行走。当爬楼梯装置进行爬梯时，第二电机工作，第二电机带动滚珠丝杆旋转，滚珠丝杆带动丝杠套沿着滚珠丝杆的轴向方向移动，左侧的丝杠套和锥形顶块向左移动，右侧的丝杠套和锥形顶块向右移动，从而锥形顶块将伸缩块顶出，伸缩块露出爬梯车轮的外部，每个爬梯车轮的伸缩块有四个；然后第一电机通过输出轴带动第一主动齿轮旋转，第一主动齿轮通过与花键或第一从动齿轮相啮合带动套筒旋转，套筒带动爬梯车轮旋转，从而利用伸缩块使得爬楼梯装置一个台阶一个台阶的爬上去，伸缩块上的弧形块起到圆弧过渡的作用，使爬楼梯装置平稳攀爬楼梯。

实施例2

除以下技术特征外，其余未提及的技术特征同实施例1。

本实施例与实施例1的区别在于伸缩块驱动机构的结构作出了改变。结合图5、图6所示，本实施例中，伸缩块驱动机构包括第三电机，安装在第三电机输出端上的第二主动锥齿轮，分居第二主动锥齿轮两侧的两组第三驱动组件。两组第三驱动组件对称设置且分居第二主动锥齿轮的左右两侧。第三驱动组件包括第二从动锥齿轮，传动轴，套装在传动轴上的第二推力轴承，套装在传动轴上凸轮。两个第二从动锥齿轮分别与第二主动锥齿轮的两侧相啮合，凸轮置于爬梯车轮的内部，即凸轮位于爬梯车轮的中心槽内，凸轮与伸缩块相接触，凸轮设有多个圆弧凸起，圆弧凸起的个数与伸缩块的个数相同，伸缩块有四个，凸轮套装在传动轴的一端，传动轴的另一端部与第二从动锥齿轮花键连接，传动轴和第二从动锥齿轮共同穿过套筒的内部空间。

本爬楼梯装置的工作原理：爬楼梯装置在平地上行走时，当凸轮的圆弧凸起没有旋转到伸缩块处时，伸缩块缩回爬梯车轮的内部后，爬梯车轮和弧形块共同形成了一个完成的车轮，推动爬楼梯装置从而可以在平地上行走。当爬楼梯装置进行爬梯时，第三电机工作，第三电机带动第二主动锥齿轮旋转，第二主动锥齿轮带动第二从动锥齿轮旋转，第二从动锥齿轮带动传动轴旋转，传动轴带动凸轮旋转，当凸轮的圆弧凸起旋转到伸缩块处时，圆弧凸起将伸缩块顶出，从而伸缩块露出爬梯车轮的外部，然后第一电机通过输出轴带动第一主动齿轮旋转，第一主动齿轮通过与花键或第一从动齿轮相啮合带动套筒旋转，套筒带动爬梯车轮旋转，从而利用伸缩块使得爬楼梯装置一个台阶一个台阶的爬上去，伸缩块上的弧形块起到圆弧过渡的作用，使爬楼梯装置平稳攀爬楼梯。

实施例3

除以下技术特征外，其余未提及的技术特征同实施例1。

本实施例与实施例1的区别在于车轮驱动机构和伸缩块驱动机构的结构作出了改变。结合图6、图7所示，本实施例中，车轮驱动机构和伸缩块驱动机构均有两个，均对称设置在车架底部的两侧。车轮驱动机构包括第四电机，安装在第四电机输出端上的驱动齿轮，驱动桥，第一推力轴承。第一推力轴承安装车架上，第一推力轴承套装在驱动桥上，驱动桥的一端连接在爬梯车轮上，驱动桥的另一端与驱动齿轮相啮合。伸缩块驱动机构包括第五电机、凸轮、第二推力轴承、输出轴。第二推力轴承套装在输出轴上，输出轴穿过驱动桥的中心孔，输出轴和第二推力轴承置于驱动桥的内部，凸轮套装在输出轴的一端，输出轴的另一端与第五电机的输出端连接在一起，凸轮置于爬梯车轮的内部，即凸轮位于爬梯车轮的中心槽内，凸轮与伸缩块相接触，凸轮设有多个圆弧凸起，圆弧凸起的个数与伸缩块的个数相同。

本爬楼梯装置的工作原理：爬楼梯装置在平地上行走时，当凸轮的圆弧凸起没有旋转到伸缩块处时，伸缩块缩回爬梯车轮的内部后，爬梯车轮和弧形块共同形成了一个完成的车轮，推动爬楼梯装置从而可以在平地上行走。当爬楼梯装置进行爬梯时，第五电机工作，第五电机带动输出轴旋转，输出轴带动凸轮旋转，当凸轮的圆弧凸起旋转到伸缩块处时，圆弧凸起将伸缩块顶出，从而伸缩块露出爬梯车轮的外部，然后第四电机带动驱动齿轮旋转，驱动齿轮带动驱动桥旋转，驱动桥带动爬梯车轮旋转，从而利用伸缩块使得爬楼梯装置一个台阶一个台阶的爬上去，伸缩块上的弧形块起到圆弧过渡的作用，使爬楼梯装置平稳攀爬楼梯。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可调节步距爬楼梯装置，其特征在于：包括车架，对称安装在车架底部的两个爬梯车轮，带动爬梯车轮转动的车轮驱动机构，多块伸缩块，带动伸缩块露出或缩回爬梯车轮的伸缩块驱动机构；每个爬梯车轮的内部设有多个沿着圆周方向均匀分布的孔槽，伸缩块位于孔槽内，每一块伸缩块圆周表面的圆周方向上设有多个弹簧，弹簧的一端连接在爬梯车轮上，弹簧的另一端连接在伸缩块上，车轮驱动机构安装在车架的下部，车轮驱动机构的输出端连接在爬梯车轮上，伸缩块驱动机构的输出端置于爬梯车轮的内部且与伸缩块相接触，伸缩块驱动机构用来顶出伸缩块，爬楼梯装置的步距可以调节，台阶高度越高，伸缩块则需要露出爬梯车轮越多；

车轮驱动机构包括第一电机，安装在第一电机输出端上的输出轴，分居输出轴两侧的两组第一驱动组件，两个第一推力轴承和两个第三推力轴承；第一驱动组件包括第一主动齿轮和套筒；第一主动齿轮套装在输出轴的端部，套筒上设有花键或第一从动齿轮，第一主动齿轮与花键或第一从动齿轮相啮合，套筒的端部连接在爬梯车轮的端面上，两个第一推力轴承和两个第三推力轴承均对称安装在车架的底部，第一推力轴承和第三推力轴承均套装在套筒上；

伸缩块驱动机构包括设有两个输出端的第二电机，分居第二电机两侧的两组第二驱动组件；第二驱动组件包括滚珠丝杆，套在滚珠丝杆上的丝杠套，锥形顶块，套装在滚珠丝杆上的第二推力轴承；滚珠丝杆的端部连接在第二电机的输出端上，丝杠套置于锥形顶块的内部，丝杠套和锥形顶块通过螺栓连接在一起，锥形顶块置于爬梯车轮的内部，锥形顶块与伸缩块相接触；滚珠丝杆从套筒的中心孔内穿过；

车架包括上车架和下车架，上车架升降式地安装在下车架上；上车架包括一体形成的第一纵杆、连杆、第二纵杆；连杆的一端连接在第一纵杆的上端，连杆的另一端连接在第二纵杆的上端；第一纵杆和第二纵杆上设有旋转手柄；爬楼梯装置还包括安装在下车架上的蓄电池，套在连杆中间位置上的可旋转橡胶环，电灯，显示屏；电灯和显示屏通过万向节安装在橡胶环上；下车架包括一体结构的竖直架和水平架，水平架安装在竖直架的下端，水平架为框架结构，水平架上设有计量称。

2.按照权利要求1所述的一种可调节步距爬楼梯装置，其特征在于：孔槽和伸缩块均呈T字型，伸缩块的内端部设有径向凸缘，径向凸缘的圆周侧面与爬梯车轮孔槽处的孔壁相接触，弹簧的一端连接在爬梯车轮孔槽处的台阶面上，弹簧的另一端连接在径向凸缘上。

3.按照权利要求1所述的一种可调节步距爬楼梯装置，其特征在于：伸缩块的外端部设有弧形块，随着伸缩块缩回爬梯车轮的内部，弧形块的圆弧表面和爬梯车轮的圆周表面平滑过渡。