CN110435780B - 一种轮履复合型可爬楼运货机 - Google Patents

Abstract

一种轮履复合型可爬楼运货机，包括上下设置的第一框架和第二框架、沿着运货机行驶方向上设置在第一框架和第二框架之间的第一驱动器和铰接组件，第一驱动器的两端分别与第一框架和第二框架铰接；所述第一框架下方设置有使运货机在地面行驶的第一轮组件；所述第二框架上设置有履带组件，第二框架下方还设置有通过调位组件连接的第二轮组件，所述第一轮组件和第二轮组件沿着运货机行驶方向上前后设置。该发明的优点在于：本发明能够实现在上下楼运送货物时，可根据实际需要选择由轮系驱动的平地行驶模式或由履带机构实现的爬楼模式，同时实现在平地上的高速行驶和平稳攀爬楼梯这两种功能，解决了现有的运货器械不能攀爬楼梯，机动性差的问题。

Description

一种轮履复合型可爬楼运货机

技术领域

本发明涉及助力机械、机械辅助装置技术领域，尤其涉及一种轮履复合型可爬楼运货机。

背景技术

在我国，还有相当一部分人民群众生活在未加装电梯的老旧小区中，对于居住于其中的老年人或是患有腿疾的人来说，不仅每天上下楼都有一定的困难，若是购买了有一定重量或是体积的商品，将其携带上楼会更加不便。同时，对于大宗货物及家电的运输员来说，在为老旧小区的消费者运送货物时，由于没有电梯，往往采用背或是抬的方式，不仅费时费力，而且容易对货物造成损坏，引起不必要的纠纷。为了应对这种现象，各地老旧小区进行了电梯改造项目的评估，但老旧小区的户型往往公共空间有限，很难真正付诸实行，少有的客观条件允许改造的小区，又往往因为众口难调或造价过高而不了了之。

目前货物运输员和腿脚不便的老年人在上下楼运送物品时，主要使用三行星轮式人力手拉车或是货运手推板车来进行上下楼物品的携带，手拉车以及板车虽然在一定程度上方便了在平地上物品的携带，但遇到楼梯或是台阶时，不仅不能方便使用者搬运货物，反而成为使用者的累赘。

发明内容

为了解决货物的平地运送和楼梯运送的模式切换，为此，本发明提供一种轮履复合型可爬楼运货机。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种轮履复合型可爬楼运货机，包括上下设置的第一框架和第二框架、沿着运货机行驶方向上设置在第一框架和第二框架之间的第一驱动器和铰接组件，第一驱动器的两端分别与第一框架和第二框架铰接；

所述第一框架下方设置有使运货机在地面行驶的第一轮组件；

所述第二框架上设置有履带组件，第二框架下方还设置有通过调位组件连接的第二轮组件，所述第一轮组件和第二轮组件沿着运货机行驶方向上前后设置；

运货机还包括控制组件，所述第一驱动器和调位组件在控制组件的控制下包括第一工位和第二工位，第一工位是使第一轮组件和第二轮组件的底部高度高于相同处的履带组件底部高度，第二工位是使第一轮组件和第二轮组件的底部高度低于相同处的履带组件底部高度。

本发明的优点在于：

(1)本发明能够实现在上下楼运送货物时，可根据实际需要选择由轮系驱动的平地行驶模式或由履带机构实现的爬楼模式，同时实现在平地上的高速行驶和平稳攀爬楼梯这两种功能，解决了现有的运货器械不能攀爬楼梯，机动性差的问题。

(2)本发明中第一轮组件中悬臂杆和弹簧减震器构成减震悬臂机构，就可在一定范围内减少震动，提高货物平台应对颠簸路面时的稳定性。

(3)主动子组件、辅助轮子组件、从动轮子组件保证履带在楼梯上平稳攀爬，从动轮子组件处的履带面与地面之间有设定夹角，使得履带在攀爬楼梯刚开始时就可与台阶充分接触，保证了攀爬楼梯开始时的平稳度。

(4)主动轮和第三驱动器的设置作为履带组件的驱动，该设置方式占地空间小。

(5)从动轮子组件的结构方便从动轮在转动平稳的状态下与第二框架连接，使履带组件均以第二框架为基础设置，从而保证履带组件的稳定性。

(6)从动轮子组件中第一从动轮和第二从动轮的设置方式，方便运货机攀爬。

(7)调位组件和第二轮组件设置在第二框架上，通过旋转轮轴来改变第二滚动轮的状态，该方法使转轮轴和第二滚动轮之间的距离降低，从而增大第二轮组件的稳定性。

(8)倾角传感器的设置可以用于检测当前状态的角度，从而为运货机选择哪种工作模式提供依据。

(9)旋转合页的结构简单且稳定，为运货机的模式转换提供转动支点。

(10)电池为整个运货机提供动力。

附图说明

图1为本发明运货机在行驶过程时的状态图。

图2为第一轮组件的结构图。

图3为第二框架上履带组件的结构图。

图4为第二框架的结构示意图。

图5为从动轮子组件的剖视图和隐藏内侧面处轴承支架的结构图。

图6为第二轮组件的结构图。

图7为本发明运货机的局部结构图。

图8为运货机行驶状态下和爬楼状态下的结构示意图。

图9为运货机爬楼梯过程时的状态图。

图中标注符号的含义如下：

100-第一框架

110-第一滚动轮 111-悬臂杆 112-弹簧减震器 113-第二驱动器

114-悬挂连接固定架 115-挡泥板

200-第二框架

210-第三驱动器 211-驱动支架A 212-驱动支架B 213-主动轮

220-辅助轮

231-第一从动轮 232-第二从动轮 233-轴承支架 234-滚子轴承

240-履带

251-第二滚动轮 252-轮轴 253-固定座B 2531-自润滑轴承

254-第四驱动器 255-固定座C

300-第一驱动器 301-固定座A 400-旋转合页

501-状态指示灯 502-倾角传感器

601-防护铁丝网 602-护栏 603-货物平台

604-电池固定架 605-电池

具体实施方式

如图1-9所示，一种轮履复合型可爬楼运货机，包括上下设置的第一框架100和第二框架200、沿着运货机行驶方向上设置在第一框架100和第二框架200之间的第一驱动器300和铰接组件。第一驱动器300的两端分别与第一框架100和第二框架200铰接；所述第二框架200相应位置的下方设置有固定座A301，第一驱动器300与固定座A301铰接。所述铰接组件为多个旋转合页400组成，旋转合页400的两端分别与第一框架100和第二框架200连接。在该实施例中，铰接组件为4个机械用重型旋转合页400，一侧分别安装在如图4所示的第二框架200上的四个孔的位置处。

所述第一框架100下方设置有使运货机在地面行驶的第一轮组件；

所述第二框架200上设置有履带组件，第二框架200下方还设置有通过调位组件连接的第二轮组件，所述第一轮组件和第二轮组件沿着运货机行驶方向上前后设置；其中履带组件包括2个，对称设置在第二框架200的两侧边上。

运货机还包括控制组件，所述第一驱动器300和调位组件在控制组件的控制下包括第一工位和第二工位，第一工位是使第一轮组件和第二轮组件的底部高度高于相同处的履带组件底部高度，第二工位是使第一轮组件和第二轮组件的底部高度低于相同处的履带组件底部高度。

运货机的货物平台603设置在第一框架100上方或者直接用第一框架100上表面替代。

以下对第一框架100上的第一轮组件、第二框架200上的第二轮组件、履带组件进行详细地描述。

1.第一轮组件

如图2所示，所述第一轮组件包括2个对称设置在第一框架100下方两侧的第一子轮组件，第一子轮组件包括第一滚动轮110、悬臂杆111、弹簧减震器112、第二驱动器113，所述弹簧减震器112的两端分别与悬臂杆111的一端和第一框架100的下方铰接，悬臂杆111的另一端通过悬挂连接固定架114与第一框架100的下方铰接，所述第二驱动器113和第一滚动轮110设置在悬臂杆111的下方，第二驱动器113的驱动端驱动第一滚动轮110转动。弹簧减震器112的设置可以提高货物在平台上的稳定性。其中第一滚动轮110和对应的第二驱动器113的驱动端通过涡轮蜗杆或者锥形齿轮来改变传动方向，且第一滚动轮110与对应的齿轮结构平键连接，第一滚动轮110和对应的齿轮结构固定在第一框架100上，通过螺母限制其轴向运动。优化的，为了防止运动过程中泥土带到货物上，在第一滚动轮110的外边缘还设置挡泥板115，挡泥板115固定在第一框架100上。

2.第二轮组件

如图6所示，所述调位组件包括第四驱动器254，所述第二轮组件包括第二滚动轮251、轮轴252，所述第四驱动器254的两端分别与轮轴252的中部和第二框架200的底部铰接，其中第四驱动器254铰接在第二框架200底部设置的固定座C255上。

所述轮轴252的两端分别设置有1个第二滚动轮251，每个第二滚动轮251与轮轴252中部之间设置带自润滑轴承2531的固定座B253，所述固定座B253的上端固定在第二框架200的下端面上，所述轮轴252在第四驱动器254的驱动下转动。第四驱动器254在伸缩过程中包括第一工位和第二工位，第一工位是第二滚动轮251随着转轴向远离地面方向旋转收起，第二滚动轮251底部的水平高度高于履带组件的底部，为爬楼状态提供条件；第二工位是第二滚动轮251随转轴向靠近地面方向悬下，此时第二滚动轮251底部的水平高度低于履带组件的底部，为行驶状态提供条件。

3.履带组件

如图3-5所示，所述履带组件包括对称设置在第二框架200两侧的部分，每个部分均包括环形的履带240，每条环形的履带240内依次设置有用于撑起履带240内侧面的主动轮子组件、辅助轮子组件、从动轮子组件。在该方案中，履带组件中的为橡胶履带240，这样可以起到减震的效果。具体地说，主动轮子组件、辅助轮子组件、从动轮子组件的外表面与履带240的内环面啮合，带动履带240转动，为了增大履带240的摩擦力，履带240的外表面也设置有与内表面相同处齿结构。

3.1.主动轮子组件

如图3所示，主动轮子组件包括设置在第二框架200上的主动轮213和与主动轮213连接的第三驱动器210，所述主动轮213与履带240的内侧面啮合。同样的，主动轮213和对应的第三驱动器210的驱动端通过涡轮蜗杆或者锥形齿轮来改变传动方向，且主动轮213与对应的齿轮结构平键连接，主动轮213和对应的齿轮结构固定在第二框架200的下方，通过螺母限制其轴向运动。在该方案中，第三驱动器210的中部和驱动端分别通过驱动支架A211和驱动支架B212固定在第二框架200的下方。

3.2.辅助轮子组件

辅助轮子组件包括沿着履带240行驶方向依次设置有多个辅助轮220，并排固定在第二框架200上，以保证履带240在攀爬楼梯的过程中始终与楼梯相接触。在该方案中，辅助轮子组件中包括并排设置的7个辅助轮220。

3.3.从动轮子组件

如图5所示，所述从动轮子组件包括滚子轴承234、从动轮、固定在第二框架200上的轴承支架233，如图5的左图所示，所述滚子轴承234的内圈与从动轮的圆柱凸台通过机械配合连接固定，外圈与轴承支架233上的圆柱型内凹通过机械配合连接固定。

如图4和图5的右图所示，所述从动轮子组件包括通过相应的滚子轴承234设置在同一轴承支架233上的第一从动轮231和第二从动轮232，所述主动轮213、第一从动轮231、第二从动轮232的中心连线形成钝角三角形，且第一从动轮231和第二从动轮232的下方接触的履带240与地面有设定角度。设定角度可以根据图4中第二框架200前端仰角的角度来确定。使得履带240在攀爬楼梯刚开始时就可与台阶充分接触，保证了攀爬楼梯开始时的平稳度。

4.控制组件

如图1、图7、图9所示，所述控制组件还包括倾角传感器502，所述倾角传感器502设置在第二框架200上。为了防止货物从货物平台603上掉落，货物平台603上设置有护栏602。

所述第二框架200上方放置有给控制组件和驱动器供电的电池605，为了保证电池605位置的稳定性，在本方案中，第二框架200上还设置有电池固定架604。

为了显示运货机的运动状态，第一框架100或第二框架200上还设置有状态指示灯501，由于第一框架100和第二框架200之间通过第一驱动器300来调解距离，为防止操作人员夹手，在第一框架100和第二框架200之间还设置有防护铁丝网601。

运货机的工作原理为：

当倾角传感器502检测达到第一阈值时，控制组件的控制器(图中未示出)接收到为爬楼状态的指令时，以旋转合页400为转轴，控制第一驱动器300伸长至第一驱动器300的第一工位，同时发送信号给第四驱动器254，使第四驱动器254运动至第一工位，使得第一滚动轮110和第二滚动轮251底部的水平高度均高于履带240底部的水平高度，此时履带240着地，如图8右侧图和图9所示。

当倾角传感器502检测达到第二阈值时，控制组件的控制器(图中未示出)接收到为行驶状态的指令时，以旋转合页400为转轴，控制第一驱动器300收缩至第一驱动器300的第二工位，同时发送信号给第四驱动器254，使第四驱动器254运动至第二工位，使得第一滚动轮110和第二滚动轮251底部的水平高度均高于履带240底部的水平高度，此时，第一滚动轮110和第二滚动轮251均在地面滚动时，货物平台603为水平状，如图1和图8左侧图所示。运货机由两个第一滚动轮110和两个第二滚动轮251与地面接触，橡胶履带2407与地面不接触，此时轮系与地面接触，有良好的机动性，并可实现差分转向。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轮履复合型可爬楼运货机，其特征在于，

包括上下设置的第一框架(100)和第二框架(200)、沿着运货机行驶方向上设置在第一框架(100)和第二框架(200)之间的第一驱动器和铰接组件，第一驱动器的两端分别与第一框架(100)和第二框架(200)铰接；

所述第一框架(100)下方设置有使运货机在地面行驶的第一轮组件；

所述第二框架(200)上设置有履带组件，第二框架(200)下方还设置有通过调位组件连接的第二轮组件，所述第一轮组件和第二轮组件沿着运货机行驶方向上前后设置；

运货机还包括控制组件，所述第一驱动器和调位组件在控制组件的控制下包括第一工位和第二工位，第一工位是使第一轮组件和第二轮组件的底部高度高于相同处的履带组件底部高度，第二工位是使第一轮组件和第二轮组件的底部高度低于相同处的履带组件底部高度；

所述调位组件包括第四驱动器(254)，所述第二轮组件包括轮轴(252)、第二滚动轮(251)，所述第四驱动器(254)的两端分别与轮轴(252)的中部和第二框架(200)的底部铰接，所述轮轴(252)的两端分别设置有第二滚动轮(251)，每个第二滚动轮(251)与轮轴(252)中部之间设置带轴承的固定座B(253)，所述固定座B(253)的上端固定在第二框架(200)的下端面上，所述轮轴(252)在第四驱动器(254)的驱动下转动。

2.根据权利要求1所述的一种轮履复合型可爬楼运货机，其特征在于，所述第一轮组件包括2个对称设置在第一框架(100)下方两侧的第一子轮组件，第一子轮组件包括第一滚动轮(110)、悬臂杆(111)、弹簧减震器(112)、第二驱动器(113)，所述弹簧减震器(112)的两端分别与悬臂杆(111)的一端和第一框架(100)的下方铰接，悬臂杆(111)的另一端通过悬挂连接固定架(114)与第一框架(100)的下方铰接，所述第二驱动器(113)和第一滚动轮(110)设置在悬臂杆(111)的下方，第二驱动器(113)的驱动端驱动第一滚动轮(110)转动。

3.根据权利要求1所述的一种轮履复合型可爬楼运货机，其特征在于，所述履带组件包括履带(240)，环形的履带(240)内依次设置有用于撑起履带(240)内侧面的主动轮子组件、辅助轮子组件、从动轮子组件，所述从动轮子组件处的履带(240)面与地面之间有设定夹角。

4.根据权利要求3所述的一种轮履复合型可爬楼运货机，其特征在于，所述主动轮子组件包括设置在第二框架(200)上的主动轮(213)和与主动轮(213)连接的第三驱动器(210)，所述主动轮(213)与履带(240)的内侧面啮合。

5.根据权利要求4所述的一种轮履复合型可爬楼运货机，其特征在于，所述从动轮子组件包括滚子轴承(234)、从动轮、固定在第二框架(200)上的轴承支架(233)，所述滚子轴承(234)的内圈与从动轮的圆柱凸台通过机械配合连接固定，外圈与轴承支架(233)上的圆柱型内凹通过机械配合连接固定。

6.根据权利要求5所述的一种轮履复合型可爬楼运货机，其特征在于，所述从动轮子组件包括通过相应的滚子轴承(234)设置在同一轴承支架(233)上的第一从动轮(231)和第二从动轮(232)，所述主动轮(213)、第一从动轮(231)、第二从动轮(232)的中心连线形成钝角三角形。

7.根据权利要求1所述的一种轮履复合型可爬楼运货机，其特征在于，所述控制组件还包括倾角传感器(502)，所述倾角传感器(502)设置在第二框架(200)上。

8.根据权利要求5所述的一种轮履复合型可爬楼运货机，其特征在于，所述铰接组件为多个旋转合页(400)组成，旋转合页(400)的两端分别与第一框架(100)和第二框架(200)连接。

9.根据权利要求1所述的一种轮履复合型可爬楼运货机，其特征在于，所述第二框架(200)上方放置有给控制组件和驱动器供电的电池。

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