CN109319004B - 一种爬台阶装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种爬台阶装置，包括架体，固定在架体中间的中伸缩器，固定在架体前后两端的前伸缩器和后伸缩器，固定在前伸缩器的输出端上的前车轮架，固定在中伸缩器的输出端上的中车轮架，固定在后伸缩器的输出端上的后车轮架，转动式安装在前车轮架上的前车轮，转动式安装在后车轮架上的后车轮，转动式安装在中车轮架上的中车轮，用于连接前车轮、中车轮和后车轮的履带，连接前车轮架和中车轮架的前连杆，连接中车轮架和后车轮架的后连杆；中车轮架的前方和后方均设有牵引机构，牵引机构设有牵引绳，位于前方的牵引绳的自由端连接在前连杆上，位于后方的牵引绳的自由端连接在后连杆上。本爬台阶装置能进行爬台阶，属于爬台阶装置的技术领域。

Description

一种爬台阶装置

技术领域

本发明涉及爬台阶装置的技术领域，尤其涉及一种爬台阶装置。

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，急需一种能进行爬台阶的装置。

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：提供一种爬台阶装置，能进行爬台阶。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种爬台阶装置，包括架体，固定在架体中间的中伸缩器，固定在架体前后两端的前伸缩器和后伸缩器，固定在前伸缩器的输出端上的前车轮架，固定在中伸缩器的输出端上的中车轮架，固定在后伸缩器的输出端上的后车轮架，转动式安装在前车轮架上的前车轮，转动式安装在后车轮架上的后车轮，转动式安装在中车轮架上的中车轮，用于连接前车轮、中车轮和后车轮的履带，连接前车轮架和中车轮架的前连杆，连接中车轮架和后车轮架的后连杆；中车轮架的前方和后方均设有牵引机构，牵引机构设有牵引绳，位于前方的牵引机构的牵引绳的自由端连接在前连杆上，位于后方的牵引机构的牵引绳的自由端连接在后连杆上。

进一步的是：牵引机构包括固定在架体上的牵引电机、卷绕轮和滑轮；牵引电机的输出端连接在卷绕轮上，牵引绳卷绕在卷绕轮上，牵引绳绕过滑轮。

进一步的是：中车轮架的前方和后方均设有张紧机构，张紧机构安装在架体上，张紧机构上设有张紧轮和用于推动张紧轮向下运动的弹簧，张紧轮的下端与履带的上表面相接触。

进一步的是：前连杆的前端与前车轮架转动式安装在一起，前连杆的后端与中车轮架转动式安装在一起，后连杆的前端与中车轮架转动式安装在一起，后连杆的后端与后车轮架转动式安装在一起。

进一步的是：前伸缩器、中伸缩器和后伸缩器均为液压缸，前方的液压缸的活塞杆与前车轮架的上端相固定，中间的液压缸的活塞杆与中车轮架的上端相固定，后方的液压缸的活塞杆与后车轮架的上端相固定，前方的液压缸的缸体与前车轮架的上端之间设有弹簧，中间的液压缸的缸体与中车轮架的上端之间设有弹簧，后方的液压缸的缸体与后车轮架的上端之间设有弹簧，液压缸的活塞杆穿过弹簧。

进一步的是：架体包括水平部和位于水平部下方的底架，水平部和底架之间设有中间液压调节缸，中间液压调节缸的上端连接在水平部上，中间液压调节缸的下端连接在底架上。

进一步的是：前车轮架、中车轮架、后车轮架、前车轮、中车轮、后车轮、前伸缩器、中伸缩器、后伸缩器、前连杆、后连杆、中间液压调节缸、底架的数量均为两个且分别左右对称布置。

进一步的是：爬台阶装置还包括固定在底架上的驱动电机，驱动电机的输出端连接在中车轮上。

进一步的是：爬台阶装置还包括台阶高度识别模块、水平反馈仪、处理器模块、液压控制模块；台阶高度识别模块和水平反馈仪均与处理器模块信号连接，处理器模块与液压控制模块信号连接。

进一步的是：爬台阶装置还包括安装在水平部上的称重传感器以及称重显示模块，称重传感器与称重显示模块信号连接。

总的说来，本发明具有如下优点：

牵引机构可以提起前连杆和后连杆，进而提起前车轮和后车轮。张紧机构能使得履带一直处于绷紧状态。弹簧能使爬台阶装置通过颠簸不平的路面或者楼梯时，运行平稳可靠，台阶高度识别模块可以使爬台阶装置适应不同的台阶高度，本爬台阶装置采用两个独立驱动电机，可以实现左右差速，实现爬旋转楼梯以及转弯的功能；本爬台阶装置可以根据货物的尺寸调节架体离地的高度，实现架体高度可调，本爬台阶装置能装载物品，然后在平地上运行和用于爬楼梯。本爬台阶装置结构简单、制作成本低、结构对称设计、便于推广应用。

附图说明

图1是爬台阶装置主视方向的结构示意图。

图2是爬台阶装置左视方向的结构示意图。

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为架体，2为前车轮，3为中车轮，4为后车轮，5为前车轮架，6为中车轮架，7为后车轮架，8为前伸缩器，9为后伸缩器，10为弹簧，11为牵引电机，12为卷绕轮，13为滑轮，14为牵引绳，15为张紧轮，16为前连杆，17为后连杆，18为履带，19为驱动电机，20为中间液压调节缸，21为中伸缩器，22为称重传感器，1-1为水平部，1-2为底架。

为叙述方便，现对下文所说的方位说明如下：下文所说的上下方向与图1的上下方向一致，所说的前后方向与图1的左右方向一致，所说的左右方向与图1投影方位的前后方向一致。

结合图1、图2所示，一种爬台阶装置，包括架体，固定在架体中间的中伸缩器，固定在架体前后两端的前伸缩器和后伸缩器，固定在前伸缩器的输出端上的前车轮架，固定在中伸缩器的输出端上的中车轮架，固定在后伸缩器的输出端上的后车轮架，转动式安装在前车轮架上的前车轮，转动式安装在后车轮架上的后车轮，转动式安装在中车轮架上的中车轮，用于连接前车轮、中车轮和后车轮的履带，连接前车轮架和中车轮架的前连杆，连接中车轮架和后车轮架的后连杆。前伸缩器固定在架体的前端，中伸缩器固定在架体的中间位置，后伸缩器固定在架体的后端，前伸缩器的输出端的下端与前车轮架的上端固定在一起，中伸缩器的输出端的下端与中车轮架的上端固定在一起，后伸缩器的输出端的下端与后车轮架的上端固定在一起。前车轮转动式安装在前车轮架的下端，中车轮转动式安装在中车轮架的下端，后车轮转动式安装在后车轮架的下端。履带绕过前车轮、中车轮和后车轮，履带包裹住前车轮的圆周侧面的一部分，履带包裹住后车轮的圆周侧面的一部分，中车轮位于履带内，中车轮的上下两端与履带相接触。中车轮架的前方和后方均设有牵引机构，牵引机构设有牵引绳，位于中车轮架前方的牵引机构的牵引绳的自由端连接在前连杆上，位于中车轮架后方的牵引机构的牵引绳的自由端连接在后连杆上，一条牵引绳有两个端部，牵引绳卷绕在卷绕轮后，会露出一个端部，该端部称为牵引绳的自由端。

架体包括水平部和位于水平部下方的底架，水平部和底架之间设有中间液压调节缸，中间液压调节缸的上端连接在水平部上，中间液压调节缸的下端连接在底架上。架体还包括用于固定整个爬台阶装置的其它骨架。架体的结构简单，制作成本低。爬台阶装置还包括安装在水平部上的称重传感器以及称重显示模块，称重传感器与称重显示模块信号连接。

现有技术中，牵引机构有多种形式，中车轮架的前方的牵引机构和后方的牵引机构是一样的，现在以前方的牵引机构为例进行说明：牵引机构包括固定在架体上的牵引电机、卷绕轮和滑轮。卷绕轮和滑轮都可以转动，牵引电机的输出端连接在卷绕轮上，牵引绳卷绕在卷绕轮上，牵引绳绕过滑轮后连接在前连杆上。牵引电机带动卷绕轮旋转，卷绕轮释放或收缩牵引绳，从而放下或提起前连杆。牵引绳为钢丝绳。

张紧机构属于现有技术，中车轮架的前方和后方均设有张紧机构，张紧机构安装在架体上，张紧机构上设有张紧轮和用于推动张紧轮向下运动的弹簧，张紧轮的下端与履带的上表面相接触。张紧机构中的弹簧和张紧轮的装配关系属于现有技术，张紧轮能保证履带始终处于绷紧的状态。由于张紧机构在正常工作(爬台阶装置在平地上运动)时，张紧机构的弹簧处于压缩状态(存在预紧力)，因此在前端履带或者后端履带被抬起时，张紧机构的弹簧会向下恢复变形，从而使得张紧轮会紧紧压着履带，使得履带一直处于绷紧状态。

前连杆的前端与前车轮架转动式安装在一起，前连杆的后端与中车轮架转动式安装在一起，后连杆的前端与中车轮架转动式安装在一起，后连杆的后端与后车轮架转动式安装在一起。前连杆可以相对中车轮架转动，后连杆也可以相对中车轮架转动。

前伸缩器、中伸缩器和后伸缩器均为液压缸，前方的液压缸的活塞杆与前车轮架的上端相固定，中间的液压缸的活塞杆与中车轮架的上端相固定，后方的液压缸的活塞杆与后车轮架的上端相固定。前方的液压缸的缸体与前车轮架的上端之间设有弹簧，中间的液压缸的缸体与中车轮架的上端之间设有弹簧，后方的液压缸的缸体与后车轮架的上端之间设有弹簧，液压缸的活塞杆穿过弹簧，即前方的液压缸的活塞杆穿过弹簧，中间的液压缸的活塞杆穿过弹簧，后方的液压缸的活塞杆也穿过弹簧。对于前方的弹簧而言：前方的弹簧的上端与前方的液压缸的缸体相固定，前方的弹簧的下端与前车轮架的上端相固定。对于中间的弹簧而言：中间的弹簧的上端与中间的液压缸的缸体相固定，中间的弹簧的下端与中车轮架的上端相固定。对于后方的弹簧而言：后方的弹簧的上端与后方的液压缸的缸体相固定，后方的弹簧的下端与后车轮架的上端相固定。当不需要抬起前车轮或后车轮时，弹簧恢复，弹簧向下压前车轮架或后车轮架，液压缸的活塞杆又伸出来。

前车轮架、中车轮架、后车轮架、前车轮、中车轮、后车轮、前伸缩器、中伸缩器、后伸缩器、前连杆、后连杆、中间液压调节缸、底架的数量均为两个且分别左右对称布置。即两个前车轮架左右对称布置，两个中车轮架左右对称布置，其他也是如此。

爬台阶装置还包括固定在底架上的驱动电机，驱动电机的输出端连接在中车轮上。驱动电机有两个，分别驱动两个中车轮转动，一个驱动电机对应的固定在一个底架上，一个中间液压调节缸对应的将一个底架和水平部连接起来。架体嵌有电机驱动开关，电机驱动开关用于控制驱动电机的启闭。

爬台阶装置还包括安装在架体上的台阶高度识别模块、水平反馈仪、处理器模块、液压控制模块；台阶高度识别模块和水平反馈仪均与处理器模块信号连接，处理器模块与液压控制模块信号连接。架体的前方和后方都设有台阶高度识别模块，台阶高度识别模块可以识别台阶的高度，水平反馈仪可以检测并反馈架体的水平度，台阶高度识别模块和水平反馈仪采集到信号后，即将相应的信号传递给处理器模块，处理器模块进行信号处理后，再将该信号传递给液压控制模块，液压控制模块控制前伸缩器、中伸缩器、后伸缩器、中间液压调节缸四个液压缸的工作。台阶高度识别模块、水平反馈仪、处理器模块、液压控制模块及其它们的信号传递属于现有技术。

本爬台阶装置的工作原理：当爬台阶装置在平地上运动时，牵引机构不工作，即牵引绳不提起前连杆，履带如图1所示，驱动电机驱动中车轮滚动前行。

当爬台阶装置爬台阶时，牵引电机旋转，牵引电机带动卷绕轮旋转，卷绕轮收缩牵引绳，前连杆被牵引绳拉起一定角度(前车轮处的履带高于台阶的第一台阶)，前连杆和后连杆发生了相对转动，此时前方的液压缸的活塞杆收缩，进而带动前车轮架和前车轮提起，同时驱动电机工作，中车轮转动，带动履带运动(履带的总长超过两个台阶的斜边长，履带的总长度应当合理设计)，从而使得爬台阶装置爬上台阶，当后端爬上台阶时，牵引电机反向旋转，放松牵引绳，使得前连杆与后连杆共线，然后爬台阶装置继续爬楼。当爬台阶装置爬旋转楼梯时，通过控制两个独立的驱动电机的转速，使得爬台阶装置能够爬旋转楼梯。

当爬台阶装置在不平路面或者楼梯行驶时，弹簧可以吸收颠簸时产生的能量，使得爬台阶装置能平稳运行，当路面倾斜或者路面严重凹凸不平时，液压控制模块可调节四个液压缸的伸出状况，使得倾斜边低端的液压缸伸长，从而保持架体水平，或者使得倾斜边高端的液压缸缩短，从而保持车架水平。

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 (8)

1.一种爬台阶装置，其特征在于：包括架体，固定在架体中间的中伸缩器，固定在架体前后两端的前伸缩器和后伸缩器，固定在前伸缩器的输出端上的前车轮架，固定在中伸缩器的输出端上的中车轮架，固定在后伸缩器的输出端上的后车轮架，转动式安装在前车轮架上的前车轮，转动式安装在后车轮架上的后车轮，转动式安装在中车轮架上的中车轮，用于连接前车轮、中车轮和后车轮的履带，连接前车轮架和中车轮架的前连杆，连接中车轮架和后车轮架的后连杆；中车轮架的前方和后方均设有牵引机构，牵引机构设有牵引绳，位于前方的牵引机构的牵引绳的自由端连接在前连杆上，位于后方的牵引机构的牵引绳的自由端连接在后连杆上；

中车轮架的前方和后方均设有张紧机构，张紧机构安装在架体上，张紧机构上设有张紧轮和用于推动张紧轮向下运动的弹簧，张紧轮的下端与履带的上表面相接触；

前伸缩器、中伸缩器和后伸缩器均为液压缸，前方的液压缸的活塞杆与前车轮架的上端相固定，中间的液压缸的活塞杆与中车轮架的上端相固定，后方的液压缸的活塞杆与后车轮架的上端相固定，前方的液压缸的缸体与前车轮架的上端之间设有弹簧，中间的液压缸的缸体与中车轮架的上端之间设有弹簧，后方的液压缸的缸体与后车轮架的上端之间设有弹簧，液压缸的活塞杆穿过弹簧。

2.按照权利要求1所述的一种爬台阶装置，其特征在于：牵引机构包括固定在架体上的牵引电机、卷绕轮和滑轮；牵引电机的输出端连接在卷绕轮上，牵引绳卷绕在卷绕轮上，牵引绳绕过滑轮。

3.按照权利要求1所述的一种爬台阶装置，其特征在于：前连杆的前端与前车轮架转动式安装在一起，前连杆的后端与中车轮架转动式安装在一起，后连杆的前端与中车轮架转动式安装在一起，后连杆的后端与后车轮架转动式安装在一起。

4.按照权利要求1所述的一种爬台阶装置，其特征在于：架体包括水平部和位于水平部下方的底架，水平部和底架之间设有中间液压调节缸，中间液压调节缸的上端连接在水平部上，中间液压调节缸的下端连接在底架上。

5.按照权利要求4所述的一种爬台阶装置，其特征在于：前车轮架、中车轮架、后车轮架、前车轮、中车轮、后车轮、前伸缩器、中伸缩器、后伸缩器、前连杆、后连杆、中间液压调节缸、底架的数量均为两个且分别左右对称布置。

6.按照权利要求5所述的一种爬台阶装置，其特征在于：爬台阶装置还包括固定在底架上的驱动电机，驱动电机的输出端连接在中车轮上。

7.按照权利要求1所述的一种爬台阶装置，其特征在于：爬台阶装置还包括台阶高度识别模块、水平反馈仪、处理器模块、液压控制模块；台阶高度识别模块和水平反馈仪均与处理器模块信号连接，处理器模块与液压控制模块信号连接。

8.按照权利要求5所述的一种爬台阶装置，其特征在于：爬台阶装置还包括安装在水平部上的称重传感器以及称重显示模块，称重传感器与称重显示模块信号连接。