CN111204636A - 机械储能平步登楼靴 - Google Patents

Abstract

步梯不便,上楼累人下楼伤膝,而加装电梯有各种条件限制,当然首先是费用太高。机械储能平步登楼靴由机械储能器驱动动力齿轮和齿轮螺杆组成动力组件，以齿轮螺杆的旋转抬升靴底组件；人体重心前倾至前靴，开合螺母合，由齿轮螺杆旋转抬升靴底组件，后靴虚，开合螺母开，齿轮螺杆脱离束缚快速回升，后靴平步迈至上格台阶成为前靴，继续上述动作就能达到储能式的平步上楼。

Description

机械储能平步登楼靴

技术领域

本发明涉及步行楼梯的平步登楼装置。

背景技术

单门独户楼房及复式单身公寓户内目前一般都没有安装电梯,因为装电梯既费钱又费电，安装电梯又要占用位置，但居住中还是感到上楼累，下楼又伤膝盖，只要有省钱的好办法，很多人还是不想受上下楼梯的累。

发明内容

机械储能平步登楼靴能让人走平步而能上楼，又没有装电梯的诸多麻烦，而且费用不多。

步梯毕竟不长，一次使用所需总能量有限，采用机械储能还是比较适宜的。

机械储能平步登楼靴由机械储能器驱动动力齿轮和齿轮螺杆组成动力组件，以齿轮螺杆的旋转抬升靴底组件；人体重心前倾至前靴，开合螺母合，由齿轮螺杆旋转抬升靴底组件，后靴虚，开合螺母开，齿轮螺杆脱离束缚快速回升，后靴平步迈至上格台阶成为前靴，继续上述动作就能达到储能式的平步上楼。

附图说明

附图均为示意图，为简明省略了靴面靴帮

图1为主视图，

图2为俯视图

图3为靴底组件

图4为基座（9）、螺母块（18）、键块（8）和键（17）

图5为在齿轮螺杆（6）上加工螺旋键槽（21），

图6为另设二根齿轮键槽杆（20）

图7为设置二根卡轴（30）

图8为在步梯转折处为储能器输入机械能量

具体实施方案

所述储能器（4）外围有动力齿轮（5），和位于其四角的齿轮螺杆（6）组成动力组件，由动力齿轮带动位于其四角的齿轮螺杆提升靴底组件上升到上格台阶的高度实现平步登楼，齿轮螺杆下端有轴承或钢珠以减少磨擦。

所述靴底组件靴底四角各有一开合螺母配合齿轮螺杆（6），所述开合螺母由基座（9）和螺母块（18）组成，基座有U形槽（24）, 螺母块与U形槽壁通过T形导轨（25）构成移动配合, 螺母块头部有与齿轮螺杆配合的半圆内螺纹（26）,U形槽尽头的半圆与齿轮螺杆外径动配合,没有螺纹.当螺母块向内合拢, 螺母块头部的内螺纹和U形槽尽头的半圆共同包围齿轮螺杆（6）时, 齿轮螺杆的转动就能通过开合螺母带着靴底组件和人上升。

所述靴底组件还有弹簧板（7），所述四个螺母块（18）的尾部（19）二二相对分别与弹簧板的二端铰接，弹簧板呈弓形常态时，螺母块（18）后移，其头部的半圆内螺纹（26）与齿轮螺杆（6）脱离；弹簧板的弓形被踩平时，四螺母块都向各自的开合螺母内合拢，齿轮螺杆在储能器动力齿轮（5）的带动下转动，驱动开合螺母抬升靴底。

登楼时，前靴上升的同时还需要后靴的齿轮螺杆（6）和储能器（4）等相对靴底组件快速上升，后靴才能平步迈向前面的上格台阶，具体地，当螺母块（18）外移，其头部的半圆内螺纹（26）脱离齿轮螺杆（6）时,我们需要齿轮螺杆停下不转并同时在开合螺母内快速上升。

本发明有4种方式实现这一功能。

1.在齿轮螺杆（6）上加工直键槽，外面有弹簧（22），键块（8）以长圆孔套在齿轮螺杆（6）外并固定在螺母块（18）上，长圆孔内与螺母块头部的半圆内螺纹（26）相对方位处有键（17），所述键与齿轮螺杆上的键槽相配合，螺母块头部的半圆内螺纹脱离齿轮螺杆的时点稍前，键块内的键会嵌入齿轮螺杆的键槽中阻止齿轮螺杆旋转，同时弹簧（22）推动齿轮螺杆与储能器（4）一起相对靴底组件快速上升。

2. 在齿轮螺杆（6）上加工螺旋键槽（21），螺旋键槽相当于螺距很大的螺纹，在齿轮螺杆表面盘旋向下，重叠在齿轮螺杆原来的螺纹上，其旋向与原来的螺纹相反，键块（8）以长圆孔套在齿轮螺杆（6）外并固定在螺母块（18）上，长圆孔内与螺母块头部的半圆内螺纹（26）相对方位处有键（17），当键块（8）内的键（23）嵌入螺旋键槽内，在阻止动力齿轮（5）推动齿轮螺杆旋转的同时，螺旋键槽使齿轮螺杆的旋转力产生使自身向上回升的分力，使齿轮螺杆与储能器（4）一起相对靴底组件快速上升。

3. 为避免在齿轮螺杆（6）上加工键槽，在齿轮螺杆之间另设二根齿轮键槽杆（20）和二组结构与开合螺母组类似的移动键块组。把齿轮螺杆上的螺旋键槽（21）转移加工到齿轮键槽杆上，键块（8）的长圆孔仍套在键槽杆（20）外，但并不借助螺母块而是直接与基座（9）的U形槽壁通过T形导轨构成移动配合,二个键块的尾端和螺母块一样与弹簧板（7）的二端铰接，齿轮键槽杆（20）上的齿轮也与动力齿轮啮合，在开合螺母合，齿轮螺杆（6）提升靴底组件时，齿轮键槽杆空转，开合螺母开时，套在齿轮键槽杆（20）外的键块就会带键锲入齿轮键槽杆的键槽阻止齿轮键槽杆的转动，也就是阻止了动力齿轮和齿轮螺杆的转动，而螺旋键槽（21）就向齿轮键槽杆提供上升的分力，使齿轮键槽杆带着齿轮螺杆与储能器（4）一起相对靴底组件快速上升。

4. 设置二根卡轴（30），卡轴一边有卡筋（29），卡筋上端可嵌入动力齿轮（5）的齿间将其迫停，旁边有挡齿（31）挡在动力齿轮外周以减轻对卡轴的压力，螺母块尾部（19）有一拨动口（32），卡筋下端就处在这拨动口中，当弹簧板（7）的弓形被踩平将螺母块（18）向开合螺母内合拢时，拨动口就拨动卡筋使其上端离开动力齿轮的齿间让其运转，当螺母块后退时，拨动口就拨动卡筋使其上端嵌入动力齿轮的齿间将其迫停

储能器（4）芯轴（4）上有受能齿轮（2），与安装在输能杆（1）上的输入齿轮（10）啮合，用于为储能器输入机械能。输能杆前端有输入钩（15）用以在输能时钩住供能齿轮（10）上方的延长主轴（11），稳定齿轮啮合

本发明是为低层楼房设计的，但也可扩展功能，为无电梯的多层楼房服务，为此可以把为储能器（4）输入机械能的电机安装在顶层楼梯扶手转折处，把输出动力的主轴（11）接长到以下各层楼梯扶手转折处，在每层都安装供能齿轮（10），这样就到任一层感到储能不足了，都可以为储能器输入机械能量，输能很简单，只要把输入钩（15）钩住供能齿轮上方的延长主轴（11），输入齿轮（12）即与供能齿轮（10）稳定啮合，一开电机，输能迅即完成。

工作过程：

初始态双靴都是靴底组件在下，双脚登靴，人体重心向前，前靴实步后靴虚步，前靴弹簧板（7）的弓形被踩平，四螺母块（18）都向各自的开合螺母内合拢，螺母块头部内螺纹与齿轮螺杆（6）上的外螺纹锲合，同时键块（8）内的键（17）离开键槽，齿轮螺杆（6）在储能器（4）动力齿轮（5）的带动下驱动开合螺母抬升靴底组件到上格台阶高度，此时后靴虚步，弹簧板是弓形，储能器、齿轮螺杆都上升在靴底组件以上，后靴可平步迈向上格台阶，于是后靴成为前靴，继续重复人体重心向前等上述过程，连续重复即可平步登楼。

Claims (12)

1.一种机械储能平步登楼靴，其特征是：

机械储能平步登楼靴由机械储能器（4）驱动动力齿轮（5）和齿轮螺杆（6）组成动力组件，以齿轮螺杆的旋转抬升靴底组件；人体重心前倾至前靴，开合螺母合，由齿轮螺杆旋转抬升靴底组件，后靴虚，开合螺母开，齿轮螺杆脱离束缚快速回升，后靴平步迈至上格台阶成为前靴，继续上述动作就能达到储能式的平步上楼。

2.根据权利要求1所述的一种机械储能平步登楼靴，其特征是：

所述靴底组件四角各有一开合螺母配合齿轮螺杆（6），所述开合螺母由基座（9）和螺母块（18）组成，基座有U形槽（24）, 螺母块与U形槽壁通过T形导轨（25）构成移动配合, 螺母块头部有与齿轮螺杆配合的半圆内螺纹（26）,U形槽尽头的半圆与齿轮螺杆外径动配合,没有螺纹.当螺母块向内合拢, 螺母块头部的内螺纹和U形槽尽头的半圆共同包围齿轮螺杆（6）时, 齿轮螺杆的转动就能通过开合螺母带着靴底组件和人上升。

3.根据权利要求1所述的一种机械储能平步登楼靴，其特征是：

所述靴底组件还有弹簧板（7），所述四个螺母块（18）的尾部（19）二二相对分别与弹簧板的二端铰接，弹簧板呈弓形常态时，螺母块（18）后移，其头部的半圆（26）内螺纹与齿轮螺杆（6）脱离；弹簧板的弓形被踩平时，四螺母块都向各自的开合螺母内合拢，齿轮螺杆在储能器动力齿轮（5）的带动下转动，驱动开合螺母抬升靴底组件。

4.根据权利要求1所述的一种机械储能平步登楼靴，其特征是：

在齿轮螺杆（6）上加工直键槽，外面有弹簧（22），键块（8）以长圆孔套在齿轮螺杆（6）外并固定在螺母块（18）上，长圆孔内与螺母块头部的半圆内螺纹（26）相对方位处有键（17），所述键与齿轮螺杆上的键槽相配合，螺母块头部的半圆内螺纹脱离齿轮螺杆的时点稍前，键块内的键会嵌入齿轮螺杆的键槽中阻止齿轮螺杆旋转，同时弹簧（22）推动齿轮螺杆与储能器（4）一起相对靴底组件快速上升。

5.根据权利要求1所述的一种机械储能平步登楼靴，其特征是：

在齿轮螺杆（6）上加工螺旋键槽（21），螺旋键槽相当于螺距很大的螺纹，在齿轮螺杆表面盘旋向下，重叠在齿轮螺杆原来的螺纹上，其旋向与原来的螺纹相反，键块（8）以长圆孔套在齿轮螺杆（6）外并固定在螺母块（18）上，长圆孔内与螺母块头部的半圆内螺纹（26）相对方位处有键（17），当键块（8）内的键（23）嵌入螺旋键槽内，在阻止动力齿轮（5）推动齿轮螺杆旋转的同时，螺旋键槽使齿轮螺杆的旋转力产生使自身向上回升的分力，使齿轮螺杆与储能器（4）一起相对靴底组件快速上升。

6.根据权利要求1所述的一种机械储能平步登楼靴，其特征是：在齿轮螺杆（6）之间另设二根齿轮键槽杆（20）和二组结构与开合螺母组类似的移动键块组。

7.把齿轮螺杆上的螺旋键槽（21）转移加工到齿轮键槽杆上，键块（8）的长圆孔套在齿轮键槽杆（20）外，但并不借助螺母块而是直接与基座（9）的U形槽壁通过T形导轨构成移动配合,二个键块的尾端和螺母块一样与弹簧板（7）的二端铰接，齿轮键槽杆（20）上的齿轮也与动力齿轮啮合，在开合螺母合，齿轮螺杆（6）提升靴底组件时，齿轮键槽杆空转，开合螺母开时，套在齿轮键槽杆（20）外的键块就会带键锲入齿轮键槽杆的键槽阻止齿轮键槽杆的转动，也就是阻止了动力齿轮和齿轮螺杆的转动，而螺旋键槽（21）就向齿轮键槽杆提供上升的分力，使齿轮键槽杆带着齿轮螺杆与储能器（4）一起相对靴底组件快速上升。

8.根据权利要求1所述的一种机械储能平步登楼靴，其特征是：设置二根卡轴（30），卡轴一边有卡筋（29），卡筋上端可嵌入动力齿轮（5）的齿间将其迫停，旁边有挡齿（31）挡在动力齿轮外周以减轻对卡轴的压力，螺母块尾部（19）有一拨动口（32），卡筋下端就处在这拨动口中，当弹簧板（7）的弓形被踩平将螺母块（18）向开合螺母内合拢时，拨动口就拨动卡筋使其上端离开动力齿轮的齿间让其运转，当螺母块后退时，拨动口就拨动卡筋使其上端嵌入动力齿轮的齿间将其迫停。

9.根据权利要求1所述的一种机械储能平步登楼靴，其特征是：储能器（4）芯轴（4）上有受能齿轮（2），与安装在输能杆（1）上的输入齿轮（10）啮合，用于为储能器输入机械能。

10.输能杆前端有输入钩（15）用以在输能时钩住供能齿轮上方的延长主轴（11），稳定齿轮啮合。

11.根据权利要求1所述的一种机械储能平步登楼靴，其特征是：把为储能器（4）输入机械能的电机安装在顶层楼梯扶手转折处，把输出动力的主轴（11）接长到以下各层楼梯扶手转折处，在每层都安装供能齿轮（10），这样就到任一层感到储能不足了，都可以为储能器输入机械能量，输能很简单，只要把输入钩（15）钩住供能齿轮上方的延长主轴（11），输入齿轮（12）即与供能齿轮（10）稳定啮合，一开电机，输能迅即完成。

12.根据权利要求1所述的一种机械储能平步登楼靴，其特征是：

工作过程：

初始态双靴都是靴底组件在下，双脚登靴，人体重心向前，前靴实步后靴虚步，前靴弹簧板（7）的弓形被踩平，四螺母块（18）都向各自的开合螺母内合拢，螺母块头部内螺纹与齿轮螺杆（6）上的外螺纹锲合，同时键块（8）内的键（17）离开键槽，齿轮螺杆（6）在储能器（4）动力齿轮（5）的带动下驱动开合螺母抬升靴底组件到上格台阶高度，此时后靴虚步，弹簧板是弓形，储能器、齿轮螺杆都上升在靴底组件以上，后靴可平步迈向上格台阶，于是后靴成为前靴，继续重复人体重心向前等上述过程，连续重复即可平步登楼。

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