CN110920716B - 一种载物爬楼装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载物爬楼装置及其操作方法，所述载物爬楼装置，包括车架、爬楼构件、传动构件和电气控制系统，所述传动构件设在所述车架的下方，所述电气控制系统为所述传动构件供电，所述爬楼构件可拆卸连接在车架上；所述爬楼构件包括支撑杆、支撑轮和下楼板。通过拆装支撑杆、支撑轮和下楼板可实现爬楼装置在平地拖运模式、平地电动模式、爬楼模式和下楼模式下的操作。本发明在结构上利用支撑杆代替了履带或者三角轮盘，使装置结构更加的简洁，重量更轻；采用锂电池作为动力，使装置重量减轻，且采用可拆卸结构，使装置更加灵活方便；除用于物流、快递行业外，还可用于装修工人、居民用户搬运重物。

Description

一种载物爬楼装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及爬楼装置技术领域，尤其涉及一种载物爬楼装置及其操作方法。

背景技术

目前快递在送货时，往往将货物置于小区门口，由收货人自行领取。若收货人为老人或货物较重，则从小区门口到收货人家中这段距离的搬运成为了问题。加之一些老的小区，多为多层建筑，没有配备电梯，货物搬运上楼则更加困难，当人们搬着重物爬楼梯的时候时常会感到力不从心，这时候人们便希望有一种产品能够帮助他们在载物爬楼梯的过程中“如履平地”。现有的载物爬楼装置如履带式爬楼梯装置的原理类似于履带装甲运兵车或坦克，其釆用比星型轮机构更为连续的行走方式，传动效率比较高。但其最大不足是平地行走时阻力较大，运动不灵活，在爬楼梯时容易损坏楼梯。

基于这一现实问题，我们试图设计、研制一种以电动机为动力，解决快递货物运送“最后100m”的问题，并且辅助搬运人员轻松快捷地将重物运送到指定楼层的装置。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种可以大大减轻搬运人员的劳动强度，降低人力成本，提高搬运的效率的载物爬楼装置及其操作方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种载物爬楼装置，包括车架、爬楼构件、传动构件和电气控制系统，所述传动构件设在所述车架的下方，所述电气控制系统为所述传动构件供电，其特征在于，所述爬楼构件可拆卸连接在车架上，其中：

所述车架包括车体；所述车体前部下方设有前轮，所述车体尾部下方设有两个行进轮；

所述传动构件包括电机、第一传动轴和第二传动轴，所述电机固定连接在车体的下方，所述电机上转动连接有第一传动轴，第一传动轴后方转动连接有第二传动轴；两个所述行进轮分别安装在所述第一传动轴的两端；

所述爬楼构件包括攀爬支撑结构、行进支撑结构和下楼结构，所述攀爬支撑结构可拆卸连接在所述第二传动轴的两端，所述行进支撑结构可拆卸连接在所述车体的尾部，所述下楼结构可拆卸连接在所述行进轮下方。

进一步的，所述攀爬支撑结构为上台阶时可旋转支撑的支撑杆，所述行进支撑结构为支撑轮，所述下楼结构为下楼板。

进一步的，所述支撑杆包括旋转支撑臂和支撑杆连接臂，所述旋转支撑臂的截面为梯形结构，所述梯形结构的两端均为弧形；所述连接臂为空心结构。

进一步的，所述支撑轮包括支撑轮连接臂和支撑小轮，所述支撑轮连接臂为Y字型结构。

进一步的，所述车体的前部上方设有控制杆，所述车体的前部上方设有一个连接柱，所述连接柱顶端设有U型的连接槽，所述连接槽两侧面上对应设有若干螺栓孔，所述控制杆的底部也设有螺栓孔，所述控制杆与所述连接槽可通过不同的螺栓孔连接实现前后方向可调。

进一步的，所述控制杆为可伸缩的直杆。

进一步的，所述电机的传动轴上固定设有一级小直齿轮，所述第一传动轴的一端固定设有一级大直齿轮，所述一级小直齿轮与所述一级大直齿轮啮合，带动第一传动轴转动；所述第一传动轴的另一端固定设有二级小直齿轮，所述第二传动轴上固定连接有二级大直齿轮，所述二级小直齿轮与所述二级大直齿轮啮合，带动第二传动轴转动。

进一步的，所述电气控制系统包括电源、电源开关和直流电机调速器，所述电源与所述电机电连接，所述电源开关设在所述把手上，且所述电源开关控制电机的启停和正反转，所述直流电机调速器控制电机的转速。

进一步的，一种载物爬楼装置的操作方法，其特征在于：包括平地拖运模式、平地电动模式、爬楼模式和下楼模式的操作；

所述平地拖运模式时拆掉攀爬支撑结构和下楼结构，利用前轮和行进支撑结构实现车体移动；

所述平地电动模式时拆掉攀爬支撑结构、行进支撑结构和下楼结构，利用前轮和行进轮实现车体移动；

所述爬楼模式时拆掉下楼结构，利用攀爬支撑结构和行进支撑结构实现车体的爬楼功能；

所述下楼模式时拆掉攀爬支撑结构和行进支撑结构，使用下楼结构实现车体下楼功能。

本发明的有益效果是：

1、本发明的载物爬楼装置在结构上利用支撑杆代替了履带或者三角轮盘，使装置结构更加的简洁，重量更轻；

2、本发明的载物爬楼装置采用锂电池作为动力，使装置重量减轻；

3、本发明的载物爬楼装置采用可拆卸结构，更加灵活方便；

4、本发明的载物爬楼装置体积小，占用空间小，操作简单，方便携带，除用于物流、快递行业外，还可用于装修工人、居民用户搬运重物；可以大大减轻搬运人员的劳动强度，降低人力成本，提高搬运的效率；

5、本发明的载物爬楼装置车体由方管和圆管焊接而成，上覆钢板，前轮和支撑轮采用重型铁芯聚氨酯脚轮，承载能力强，结实耐用；行进轮采用橡胶定向车轮，耐磨静音。

附图说明

图1为本发明载物爬楼装置主视图；

图2为本发明载物爬楼装置俯视图；

图3为本发明载物爬楼装置仰视图；

图4为本发明载物爬楼装置右视图；

图5为本发明载物爬楼装置左视图；

图6为本发明载物爬楼装置控制杆与车体连接结构示意图；

图7为本发明载物爬楼装置爬楼构件连接结构示意图；

图8为本发明支撑轮结构示意图；

图9为本发明支撑杆结构示意图；

图10为本发明下楼板结构示意图；

图11为本发明载物爬楼装置传动构件连接结构示意图；

图12为本发明电气控制系统的电路连接图；

图13为本发明载物爬楼装置平地拖运模式结构示意图；

图14为本发明载物爬楼装置平地电动模式结构示意图；

图15为本发明载物爬楼装置爬楼模式结构示意图；

图16为本发明载物爬楼装置下楼模式结构示意图；

其中：1-把手，2-控制杆，3-车体，31-挡物板，32-拖拉杆，33-连接柱，34-连接槽，35-螺栓孔，4-支撑轮，41-支撑轮连接臂，42-支撑小轮，5-支撑杆，51-旋转支撑臂，52-支撑杆连接臂，6-行进轮，7-前轮，8-电机，9-第一传动轴，10-一级小直齿轮，11-一级大直齿轮，12-第二传动轴，13-二级小直齿轮，14-二级大直齿轮，15-下楼板，16-电源开关，17-楼梯。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的描述。

参照附图1-12所示，一种载物爬楼装置，包括车架、爬楼构件、传动构件和电气控制系统，所述传动构件设在所述车架的下方，所述电气控制系统为所述传动构件供电，所述爬楼构件可拆卸连接在车架上。

具体的，所述车架包括车体3和控制杆2，所述车架3为长方形结构，由方管和圆管焊接而成，上覆钢板；所述控制杆2为可伸缩的直杆，所述车体3的前部上端面中间位置处焊接有连接柱33，所述连接柱33顶端焊接有U型的连接槽34，所述连接槽34两侧面上对应设有若干螺栓孔35，所述控制杆2的底部也对应设有螺栓孔35，所述控制杆2通过与连接槽34上不同的螺栓孔35连接实现前后方向可调，所述连接槽34与所述控制杆2通过螺栓连接；所述控制杆2顶部固定连接有把手1；所述控制杆2与所述把手1一体成型，且所述把手1与所述控制杆2互相垂直；所述车体3前部下方设有一个前轮7，所述车体3尾部下方设有两个行进轮6；所述车体3的尾部上端面上焊接有挡物板31和两个拖拉杆32，所述挡物板31在车体3移动的过程中对车体3上放置的货物进行阻挡，防止货物滑落；所述拖拉杆32位于挡物板31的后方，且两个拖拉杆32对称设在车体尾部的左右两边。

所述传动构件包括电机8、第一传动轴9和第二传动轴12，所述电机8通过螺栓固定在车体3的下方一侧，所述电机8的传动轴上固定套接有一级小直齿轮10，所述第一传动轴9水平穿过车体3的下方，与车体3的底部套接在一起，所述第一传动轴9的一端固定套接有一级大直齿轮11，所述一级小直齿轮10与所述一级大直齿轮11啮合，电机8带动一级小直齿轮10和一级大直齿轮11转动，从而带动第一传动轴9转动；两个所述行进轮6分别安装在所述第一传动轴9的两端，随着第一传动轴9的转动前进或后退。

进一步的，所述第一传动轴9的另一端固定套接有二级小直齿轮13，所述第二传动轴12也水平穿过车体3的下方，与车体3的底部套接在一起，且所述第一传动轴9与第二传动轴12平行；所述第二传动轴12上固定连接有二级大直齿轮14，所述二级小直齿轮13与所述二级大直齿轮14啮合，所述二级小直齿轮13随着第一传动轴9的转动发生旋转，从而带动二级大直齿轮14和第二传动轴12转动。

所述爬楼构件包括所述爬楼构件包括两个支撑杆5、两个支撑轮4和两个下楼板15，所述支撑杆5包括旋转支撑臂51和支撑杆连接臂52，所述旋转支撑臂51和支撑杆连接臂52一体成型，所述旋转支撑臂51的截面为梯形结构，所述梯形结构的两端均为弧形；所述支撑杆5采用一头大一头小的弧面结构，爬楼时支撑杆5在向前方运动的同时，其弧面结构与台阶面接触，接触面积较大，具备履带运行的平稳性，还能适用于不同尺寸的楼梯；所述连接臂52为空心结构，所述空心结构内设有螺纹，两个所述支撑杆5分别通过螺纹可拆卸连接在所述第二传动轴12的两端；所述支撑轮4包括支撑轮连接臂41和支撑小轮42，所述支撑轮连接臂41为Y字型结构，所述支撑轮连接臂41采用Y字型结构，所述支撑轮连接臂41的端部设有螺栓孔，所述拖拉杆32上也对应设有螺栓孔，两个所述支撑轮4分别通过螺栓可拆卸连接在所述拖拉杆32上，所述支撑轮连接臂41采用Y字型结构与拖拉杆32连接的时候，Y字型开口的两条边均与拖拉杆32连接，连接更加稳定，在拖运重物的时候能够运行的更加平稳；两个所述下楼板15分别通过螺栓可拆卸连接在所述行进轮6下方。

进一步的，所述支撑杆5也可直接套接在所述第二传动轴12的两端。

所述下楼板15为两端弯曲向上的长方形钢板，所述下楼板15的中间两侧分别对应设有一安装片151，所述安装片151的中心也设有螺栓孔35，所述行进轮6的内外两侧中心处均为圆形的支撑板，所述支撑板上也设有与安装片151上螺栓孔35对应的螺栓孔35，所述下楼板15与所述行进轮6通过螺栓孔35用螺栓可拆卸连接。

由于第一传动轴9和第二传动轴12上连接的齿轮的大小直径不同，因此在转动的时候每转动一圈所需的时间不同，从而使第一传动轴9和第二传动轴12具有不同的转速，正好满足行进轮6和支撑杆5所需的不同速度。

所述电气控制系统包括电源、电源开关16、直流电机调速器，所述电源采用大容量可反复充电式24V锂电池，所述开关采用KCD4船型开关，所述电源与所述电机8电连接，所述KCD4船型开关设在所述把手1上，所述KCD4船型开关控制所述电源给电机8供电，实现电机的启停；所述直流电机调速器实现电机8的变速，从而控制车体3移动的速度；所述KCD4船型开关16还能实现电机8的正反转，从而实现车体3的前进或者后退，而且上楼时电机是反转进行工作的。

优选的，本发明中的载物爬楼装置长为800mm，宽为600mm，高度可由控制杆2的长度进行调节，调节范围为700-1200mm；整个装置的重量在10-12Kg，前车轮和支撑轮采用重型铁芯聚氨酯脚轮，承载能力强，结实耐用。行进轮采用橡胶定向车轮，耐磨静音。

本发明中的载物爬楼装置的爬楼构件采用了可拆卸结构，使整个装置可在不同的模式下进行使用，包括平地拖运模式、平地电动模式、爬楼模式和下楼模式。

参照附图13所示，所述平地拖运模式下的具体操作步骤为：

S1：查看电源开关16，使其处于关闭状态，卸下支撑杆5和下楼板15；

S2：将支撑轮4与车体3的尾部固定连接，支撑轮4的底部比行进轮6的底部要低，因此，支撑轮4和前轮7对车体3进行支撑；

S3：调节控制杆2的长度，使把手1的高度与操作者身高相匹配；

S4：人力拖动把手1带动车体3前进。

参照附图14所示，所述平地电动模式下的具体操作步骤为：

S1：卸下支撑杆5、支撑轮4和下楼板15，则整个车体3由车体3下方的行进轮6和前轮7支撑；

S2：调节控制杆2的长度，使把手1的高度与操作者身高相匹配；

S3：打开电源开关16，电机8带动车体3自由运行，操作者只需操作把手1调节车体3的移动方向。

参照附图15所示，所述爬楼模式下的具体操作步骤为：

S1：卸下下楼板15；

S2：将支撑轮4与拖拉杆32用螺栓固定连接，支撑杆5与第二传动轴12通过支撑杆5内部的螺纹和第二传动轴12的内部螺纹固定连接；

S3：调节控制杆2的角度，使把手1的高度与操作者身高相匹配；

S4：打开电源开关16，支撑杆5在电机8的带动下旋转，在支撑杆5的作用下，车体3登上一级台阶；在支撑杆5旋转的过程中支撑轮4也可对车体3进行支撑；随着支撑杆5的继续旋转，重复以上动作，再上一级台阶，直至上到楼梯顶部。

参照附图16所示，所述下楼模式的具体操作步骤为：

S1：查看电源开关16，使其处于关闭状态，卸下支撑轮4和支撑杆5；

S2：将下楼板15与所述行进轮6用螺栓固定连接，所述下楼板15位于所述行进轮6的底部；

S3：调节控制杆2的角度，使把手1的高度与操作者身高相匹配；

S4：在人力拖引下车体3滑至楼下，前轮7可对车体3起到支撑和刹车作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种载物爬楼装置，包括车架、爬楼构件、传动构件和电气控制系统，所述传动构件设在所述车架的下方，所述电气控制系统为所述传动构件供电，其特征在于，所述爬楼构件可拆卸连接在车架上，其中：

所述车架包括车体（3），所述车体（3）前部下方设有前轮（7），所述车体（3）尾部下方设有两个行进轮（6）；所述车体（3）的前部上方设有控制杆（2），所述控制杆（2）顶部固定连接有把手（1）；所述车体（3）的尾部上端面上焊接有挡物板（31）和两个拖拉杆（32）；

所述传动构件包括电机（8）、第一传动轴（9）和第二传动轴（12），所述电机（8）固定连接在车体（3）的下方，所述电机（8）上转动连接有第一传动轴（9），第一传动轴（9）后方转动连接有第二传动轴（12）；两个所述行进轮（6）分别安装在所述第一传动轴（9）的两端；

所述爬楼构件包括攀爬支撑结构、行进支撑结构和下楼结构，所述攀爬支撑结构可拆卸连接在所述第二传动轴（12）的两端，所述行进支撑结构可拆卸连接在所述车体（3）的尾部，所述下楼结构可拆卸连接在所述行进轮（6）下方；

所述攀爬支撑结构为上台阶时可旋转支撑的支撑杆（5），所述行进支撑结构为支撑轮（4），所述下楼结构为下楼板（15）；

所述支撑杆（5）包括旋转支撑臂（51）和支撑杆连接臂（52），所述旋转支撑臂（51）的截面为梯形结构，所述梯形结构的两端均为弧形；所述连接臂（52）为空心结构；

所述支撑轮（4）包括支撑轮连接臂（41）和支撑小轮（42），所述支撑轮连接臂（41）为Y字型结构；

所述下楼板（15）为两端弯曲向上的长方形钢板，所述下楼板（15）的中间两侧分别对应设有一安装片（151），所述安装片（151）的中心设有螺栓孔（35），所述行进轮（6）的内外两侧中心处均为圆形的支撑板，所述支撑板上也设有与安装片（151）上螺栓孔（35）对应的螺栓孔（35），所述下楼板（15）与所述行进轮（6）通过螺栓孔（35）用螺栓可拆卸连接；

所述载物爬楼装置的操作方法，包括平地拖运模式、平地电动模式、爬楼模式和下楼模式的操作；

所述平地拖运模式下的具体操作步骤为：

S1：卸下支撑杆（5）和下楼板（15）；

S2：将支撑轮（4）与车体（3）的尾部固定连接，支撑轮（4）的底部比行进轮（6）的底部要低，因此，支撑轮（4）和前轮（7）对车体（3）进行支撑；

S3：调节控制杆（2）的长度，使把手（1）的高度与操作者身高相匹配；

S4：人力拖动把手（1）带动车体（3）前进；

所述平地电动模式下的具体操作步骤为：

S1：卸下支撑杆（5）、支撑轮（4）和下楼板（15），则整个车体（3）由车体（3）下方的行进轮（6）和前轮（7）支撑；

S2：调节控制杆（2）的长度，使把手（1）的高度与操作者身高相匹配；

S3：通过电机（8）带动车体（3）自由运行，操作者只需操作把手（1）调节车体（3）的移动方向；

所述爬楼模式下的具体操作步骤为：

S1：卸下下楼板（15）；

S2：将支撑轮（4）与拖拉杆（32）用螺栓固定连接，支撑杆（5）与第二传动轴（12）通过支撑杆（5）内部的螺纹和第二传动轴（12）的内部螺纹固定连接；

S3：调节控制杆（2）的角度，使把手（1）的高度与操作者身高相匹配；

S4：支撑杆（5）在电机（8）的带动下旋转，在支撑杆（5）的作用下，车体（3）登上一级台阶；在支撑杆（5）旋转的过程中支撑轮（4）也可对车体（3）进行支撑；随着支撑杆（5）的继续旋转，重复以上动作，再上一级台阶，直至上到楼梯顶部；

所述下楼模式的具体操作步骤为：

S1：卸下支撑轮（4）和支撑杆（5）；

S2：将下楼板（15）与所述行进轮（6）用螺栓固定连接，所述下楼板（15）位于所述行进轮（6）的底部；

S3：调节控制杆（2）的角度，使把手（1）的高度与操作者身高相匹配；

S4：在人力拖引下车体（3）滑至楼下，前轮（7）可对车体（3）起到支撑和刹车作用。

2.根据权利要求1所述的一种载物爬楼装置，其特征在于：所述车体（3）的前部上方设有一个连接柱（33），所述连接柱（33）顶端设有U型的连接槽（34），所述连接槽（34）两侧面上对应设有若干螺栓孔（35），所述控制杆（2）的底部也设有螺栓孔（35），所述控制杆（2）与所述连接槽（34）可通过不同的螺栓孔连接实现前后方向可调。

3.根据权利要求2所述的一种载物爬楼装置，其特征在于，所述控制杆（2）为可伸缩的直杆。

4.根据权利要求1所述的一种载物爬楼装置，其特征在于：所述电机（8）的传动轴上固定设有一级小直齿轮（10），所述第一传动轴（9）的一端固定设有一级大直齿轮（11），所述一级小直齿轮（10）与所述一级大直齿轮（11）啮合，带动第一传动轴（9）转动；所述第一传动轴（9）的另一端固定设有二级小直齿轮（13），所述第二传动轴（12）上固定连接有二级大直齿轮（14），所述二级小直齿轮（13）与所述二级大直齿轮（14）啮合，带动第二传动轴（12）转动。

5.根据权利要求1所述的一种载物爬楼装置，其特征在于：所述电气控制系统包括电源、电源开关（16）和直流电机调速器，所述电源与所述电机（8）电连接，所述电源开关（16）设在所述把手（1）上，且所述电源开关（16）控制电机（8）的启停和正反转，所述直流电机调速器控制电机（8）的转速。