CN111700744A - 一种载人上下台阶的电动小车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载人上下台阶的电动小车，包括主箱体，升降装置、辅助支撑装置、行走及制动装置和安全装置；主箱体的底板上固定有第一电机，第一电机的输出端依次通过蜗轮蜗杆传动机构和链轮链条传动机构带动滑动主梁沿两个导轨轴移动。升降装置包括两套结构相同的升降腿部件，升降腿部件包括基座和第二电机，第二电机的输出端依次通过齿轮传动机构、螺旋杆、方形螺母和滑动主梁，从而带动主箱体沿支撑导轨移动。辅助支撑装置包括第三电机和辅助腿撑地杆，第三电机的输出端依次通过一对齿轮、丝杠、移动滑块和辅助腿支撑杆，从而带动辅助腿撑地杆绕连接转轴转动，使得辅助腿撑地杆端部的滚轮与地面接触。其运动形式简单，运动过程平稳。

Description

一种载人上下台阶的电动小车

技术领域

本发明涉及一种运载腿脚不便的人群上下台阶的电动小车，特别涉及一种能够逐级爬升台阶，爬升过程平稳，不会发生颠簸，承载面始终与台阶面平行的小车，安全性较高。通过设定小车的工作行程，能够适应不同尺寸的台阶。

背景技术

人口老龄化是我国必须直面的重要国情，作为世界上人口最多的国家，我国的人口老龄化程度在日益加深，且具有超大规模、超快速度、超重负担的“三超”特点。根据全国老龄办等对于城乡老年人生活状况的最新研究，当代老年人面临的主要困难是失能问题的日益突出和宜居建设的相对滞后。失能是指因年老、疾病等原因而导致集体出现不同的功能障碍，我国失能、半失能老年人占老龄人口近两成，其中仅有11.67％的老人能够独立完成外出活动，56.67％的老人甚至无法自主的完成平地活动。楼梯是老年人受伤害事故的高发空间，超过51％的老人跌倒与爬楼梯相关。在我国，很多老人住在城市中心没有配备电梯的老旧小区，或是带有楼梯的复式房屋中，这给老人正常的起居和出行带来了极大的不便。与此同时，室外场地的楼梯条件也会给老人外出带来阻碍和安全隐患。

目前，国内外现有的爬楼梯装置和专利种类众多，按照爬楼梯装置和爬楼执行机构的类型，可以分为履带式、轮组式、导轨式。这几种方式在适用范围和实现原理上都有各自的特点。履带式的爬楼梯装置作用原理简单，机构支撑面积大，可以适应多种环境且运动平稳，但运动时倾斜角度大，在运送老人上下楼梯时需要配合轮椅调整坐面平衡，质量大且履带容易磨损，维护成本较高。轮组式的爬楼梯装置的特点是按照星型轮的方式进行运动，它质量轻便、运动灵活，但上下楼梯时重心起伏太大，不适合老人使用。此外，一种与楼梯扶手配合的导轨式升降机构也得到了广泛使用，它运动平稳，但安装时需要对楼梯进行工程改造，且安装在楼梯间内，无法应对出行时的上下台阶需求。根据现有的使用需求，需要一种作用效果平稳、成本较低且便于维护的爬楼梯装置，在便携性方面，尽可能做到质量轻便体积小。

目前，市面上还没有一种不需要对楼梯扶手进行配合改造，且可以站立使用的载人爬楼梯装置。除部分必须使用轮椅的老人外，这样的装置对大多数轻微腿脚不便或行动有碍不便于攀爬楼梯的老人来说将会是很大的帮助。随着我国优化养老服务和宜居建设，一种方便安全的爬楼梯设备，无疑会得到更广泛的使用。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供的一种载人上下台阶的电动小车，其运动形式简单，运动过程平稳。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种载人上下台阶的电动小车，包括主箱体，升降装置、辅助支撑装置、行走及制动装置和安全装置；所述主箱体包括承载平台和底板，所述承载平台和底板之间通过四个支撑柱连接；所述底板的上面固定有第一电机、两组齿轮轴支撑柱和两组导轨支撑柱；所述两组齿轮轴支撑柱上分别支撑相互平行的第一齿轮轴和第二齿轮轴，所述第一电机的输出端连接有蜗轮蜗杆传动机构，所述蜗轮设置在第一齿轮轴上，所述第一齿轮轴和第二齿轮轴之间连接有两组结构相同的链轮链条传动机构；所述两组导轨支撑柱上分别支撑相互平行的两个导轨轴；两个导轨轴与两组链轮链条传动机构中的两个链条之间设有滑动主梁，所述滑动主梁的中部设有通槽，两个链条穿过所述通槽并与所述滑动主梁固定，所述滑动主梁的两端设有与两个导轨轴配合的通孔；所述升降装置包括两套结构相同的升降腿部件，所述升降腿部件包括基座，所述基座上设有第二电机和支撑导轨，所述支撑导轨内设有纵向的螺旋杆，所述螺旋杆上装配有方形螺母，所述方形螺母与所述支撑导轨的内侧面滑动配合，所述第二电机的输出端通过一个齿轮传动机构与所述螺旋杆的一端连接，所述螺旋杆的另一端与所述支撑导轨顶部的端盖转动连接；两套升降腿部件中的两个方形螺母分别与所述主箱体中的滑动主梁的两侧连接；所述辅助支撑装置包括第三电机、辅助腿撑地杆和与所述底板底面固定的辅助腿底座，所述辅助腿底座设有滑槽，所述滑槽内设有丝杠，所述丝杠上装配有带有内螺纹的移动滑块，所述移动滑块与所述滑槽滑动配合；所述第三电机的输出端通过一对齿轮与所述丝杠连接；所述辅助腿撑地杆的一端通过连接转轴与所述辅助腿底座转动连接，所述辅助腿撑地杆的中部与所述移动滑块之间铰接有辅助腿支撑杆，所述辅助腿撑地杆的另一端设有滚轮；所述辅助腿底座的外侧设有多个限位开关，用以控制所述移动滑块的移动行程；所述行走及制动装置包括设置在所述底板的下面的四个脚轮，位于前沿的两个脚轮分别设有制动结构；所述安全装置包括安全指示灯和两个距离传感器，所述安全指示灯安装在所述承载平台上，两个距离传感器分别安装在所述主箱体的前沿侧的两个支撑柱上。

进一步讲，本发明所述的载人上下台阶的电动小车，其中，驱动所述第一电机后，所述第一电机的输出端依次通过蜗轮蜗杆传动机构和链轮链条传动机构带动滑动主梁沿两个导轨轴移动。

驱动所述第二电机后，所述第二电机的输出端依次通过齿轮传动机构、螺旋杆、方形螺母和滑动主梁，从而带动主箱体沿支撑导轨移动。

驱动所述第三电机后，所述第三电机的输出端依次通过一对齿轮、丝杠、移动滑块和辅助腿支撑杆，从而带动所述辅助腿撑地杆绕连接转轴转动，使得所述辅助腿撑地杆端部的滚轮与地面接触。

所述脚轮通过脚轮轴支撑柱连接在所述底板的底面上，四个脚轮按照两行两列布置；所述制动结构包括第四电机，所述第四电机的输出端通过齿轮齿条传动机构连接有L型制动块，所述L型制动块的底面通过T型槽-块配合与导轨连接，所述导轨的中心平面与前沿的两个脚轮轴支撑柱的中心平面重合。

驱动所述第四电机后，所述第四电机的输出端依次通过齿轮齿条传动机构带动所述L型制动块沿导轨前后移动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明运行中，其中的承载平台始终与地面平行，上下楼梯时重心起伏较小，没有颠簸，人在小车上的状态与正常爬楼梯时相同，降低了使用者心中的畏惧感，并且具有较高的安全性；

(2)本发明所采用的机构简单，易于日常维护且成本较低；

(3)本发明体积小巧，使用时，不影响其他行人上下楼梯，兼具一定的便携性；

(4)使用本发明小车，无需对楼梯进行工程改造，并且通过改变垂直水平方向的运动行程，可以适应不同尺寸的台阶，适应性强。

附图说明

图1是本发明一种载人上下台阶的电动小车的整体结构示意图；

图2是本发明中主箱体内底板上部的结构示意图；

图3-1是本发明中升降腿部件的结构示意图；

图3-2是图3-1所示升降腿部件的另一视角的结构示意图；

图4-1是本发明中辅助支撑装置的仰视图；

图4-2是图4-1所示辅助支撑装置的立体结构示意图；

图5是本发明中行走及制动装置的结构示意图；

图6是图5中所示的制动结构的示意图；

图7是图6中所示导轨与齿条关系示意图；

图8是图5所示的行走及制动装置中滚轮轮轴与所用的限位挡圈的安装示意图；

图9是本发明中主箱体外壳的结构示意图；

图10是本发明小车在平地上的状态示意图；

图11是图10所示小车上台阶时，主箱体第一次上升以及辅助支撑腿撑起状态示意图

图12是图11所示小车在主箱体第一次向前运动以及制动器锁死的状态示意图；

图13是图12所示小车在升降腿部件第一次收起的状态示意图；

图14是图13所示小车在升降腿部件第一次向前运动的状态示意图；

图15是图14所示小车制动器解锁、主箱体第二次上升、辅助支撑腿撑起状态示意图；

图16是图15所示小车主箱体第二次向前运动以及辅助支撑腿收回原始状态的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

本发明提出的一种载人上下台阶的电动小车，如图1所示，包括主箱体1，升降装置、辅助支撑装置3、行走及制动装置4和安全装置5。

如图1和图2所示，所述主箱体1包括承载平台18和底板18’，所述承载平台18和底板18’之间通过四个支撑柱17和螺钉49固定连接；所述底板18’的上面固定有第一电机16、两组齿轮轴支撑柱10和两组导轨支撑柱55(该导轨支撑柱55可以是与底板18’一同铸造而成)；所述两组(即四个)齿轮轴支撑柱10上分别支撑相互平行的第一齿轮轴11和第二齿轮轴11’，所述第一电机16的输出端连接有蜗轮蜗杆传动机构，所述蜗轮蜗杆传动机构包括设置在第一齿轮轴11上的蜗轮14和与第一电机16输出端同轴连接的蜗杆15，在底板18’上固连有固定块12，该固定块12上设有轴孔，与蜗杆15连接的蜗杆轴13插入该固定块12的轴孔里，以稳定蜗轮14的转动；所述第一齿轮轴11和第二齿轮轴11’之间连接有两组结构相同的链轮链条传动机构；所述两组导轨支撑柱55上分别支撑相互平行的两个导轨轴7，所述第一齿轮轴11、第二齿轮轴11’和两个导轨轴7上均设有限位挡圈47，用来限制轴的轴向移动；每组链轮链条传动机构包括两个链轮9和一条链条8；两个导轨轴7与两组链轮链条传动机构中的两个链条8之间设有滑动主梁6，即链条8与滑动主梁6相连，并配合在链轮9上，链轮9套在所在的第一或第二齿轮轴上，并与相应的链条8配合；所述导轨支撑柱55上前后设有前限位开关481和后限位开关482用来限制滑动主梁6的移动行程；所述滑动主梁6的中部设有通槽，两个链条8穿过所述通槽并与所述滑动主梁6固定，所述滑动主梁6的两端设有与两个导轨轴7配合的通孔；驱动所述第一电机16后，所述第一电机16的输出端依次通过蜗轮蜗杆传动机构和链轮链条传动机构带动滑动主梁6沿两个导轨轴7移动。

所述升降装置包括两套结构相同的升降腿部件2，如图3-1和图3-2所示，所述升降腿部件2包括基座25，所述基座25上设有第二电机26和支撑导轨21，所述支撑导轨21内设有纵向的螺旋杆23，所述螺旋杆23上装配有方形螺母22，所述方形螺母22与所述支撑导轨21的内侧面滑动配合，所述第二电机26的输出端通过由两个齿轮24构成的齿轮传动机构与所述螺旋杆23的一端连接，所述螺旋杆23的另一端与所述支撑导轨21顶部的端盖20转动连接；所述支撑导轨21的上下两端分别设有限位开关，如图3-1所示，靠近基座25的下方的限位开关483和靠近端盖20的上方的限位开关484，所述螺旋杆23的两端分别使用限位件19定位；两套升降腿部件中的两个方形螺母22分别与所述主箱体1中的滑动主梁6的两侧连接；驱动所述第二电机26后，所述第二电机26的输出端依次通过齿轮传动机构、螺旋杆23、方形螺母22和滑动主梁6，从而带动主箱体1沿支撑导轨21移动。

如图4-1和图4-2所示，所述辅助支撑装置3包括第三电机33、辅助腿撑地杆40和与所述底板18’底面固定的辅助腿底座35，所述辅助腿底座35设有滑槽，所述滑槽内设有丝杠38，所述丝杠38上装配有带有内螺纹的移动滑块39，所述移动滑块39与所述滑槽滑动配合，所述移动滑块39的宽度最好是略小于辅助腿底座35滑槽的内部宽度，即辅助腿底座35对移动滑块39进行限位，但不会产生较大的阻力；所述第三电机33的输出端通过一对齿轮与所述丝杠38连接；所述辅助腿撑地杆40的一端通过连接转轴43与所述辅助腿底座35转动连接，连接转轴43与辅助腿底座35之间为过盈配合关系，连接转轴43与辅助腿撑地杆40之间为间隙配合关系，辅助腿撑地杆40可以绕连接转轴43转动；所述辅助腿撑地杆40的中部与所述移动滑块39之间(分别通过连接轴45和连接轴44)铰接有辅助腿支撑杆41，连接轴44与辅助腿撑地杆40之间为过盈配合关系，连接轴44与辅助腿支撑杆41之间为间隙配合关系，连接轴45与辅助腿支撑杆41之间为间隙连接关系，连接轴45与移动滑块39之间为过盈连接关系；所述辅助腿撑地杆40的另一端通过连接轴46连接有滚轮42；滚轮42通过连接轴46与限位挡圈47被固定在辅助腿撑地杆40上，限位挡圈47限制滚轮42的水平位置。丝杆38转动时，移动滑块39可以延丝杆38轴向移动，且其带有的用于与所述辅助腿支撑杆41铰接的连接孔的一面始终朝下；所述辅助腿底座35的外侧焊接有多组限位开关，如图4-1和图4-2所示，多组限位开关包括前、中、后三个位置，即前面位置的限位开关485、中间位置的限位开关486和后面位置的限位开关487，用以控制所述移动滑块39的移动行程，多对限位开关控制当主箱体1抬起至一层、或两层台阶高度时移动滑块39需要移动的距离，并限制了移动滑块39的归零位置，即保证辅助腿撑地杆40能正常收起；所述的腿辅助撑地杆40、辅助腿支撑杆41与移动滑块39组成了曲柄滑块机构，保证了主箱体1抬起一定高度时，始终能保持平稳，增强安全性。驱动所述第三电机33后，所述第三电机33的输出端依次通过联轴器34、一对齿轮(齿轮36和齿轮37、丝杠38、移动滑块39和辅助腿支撑杆41，从而带动所述辅助腿撑地杆40绕连接转轴43转动，使得所述辅助腿撑地杆40端部的滚轮42与地面接触。

如图5、图6、图7和图8所示，所述行走及制动装置包括设置在所述底板18’的下面的四个脚轮28，所述脚轮28通过轮轴27和轮轴27两端的脚轮轴支撑柱51连接在所述底板的底面上，脚轮28的中心孔与轮轴27为间隙配合，脚轮28可在轮轴27上自由转动；四个轮轴27的两端均设有限位挡圈47，以限制轮轴27的轴向运动，如图8所示。四个脚轮按照两行两列布置，如图5所示，位于前沿的两个脚轮28分别设有制动结构；所述制动结构包括第四电机31，所述第四电机31通过电机座和电机罩30固定在底板18’上，所述第四电机31的输出端通过齿轮齿条传动机构连接有L型制动块29，所述L型制动块29的底面通过T型槽-块配合与导轨50(该导轨50与电机座为一体结构)连接，即齿条的底部设有T型结构，可以安装在导轨50上的T型槽内，从而可以限制制动块29只能在导轨50上前后移动，所述导轨50的中心平面与前沿的两个脚轮轴支撑柱51的中心平面重合。所述导轨50上的T型槽的长度有限，制动块29上的齿条下方的T型结构的长度较T型槽的长度要短，限制齿条向前运动的行程，使制动块29能与脚轮28适当接触；L型制动块29的下端面要低于导轨50的上端面，限制齿条向后运动的行程，使制动块向后运动时不至于使齿条脱出导轨。所述第四电机31的输出端是一个齿轮轴52，所述齿轮轴52的外回转面上以及齿轮32中心孔的内回转面上均设有平面，齿轮轴52上的平面与齿轮32中心孔上平面相配合，齿轮轴52上的动力通过平面传递给齿轮32。驱动所述第四电机31后，所述第四电机31的输出端(电机传动轴52)依次通过齿轮32带动与齿条为一体结构的L型制动块29沿导轨50前后移动。L型制动块29的制动面上带有小齿，当齿条带动该制动块29向前运动时，制动面上的小齿会卡死脚轮28上的花纹，从而限制小轮28的转动，使装置在台阶面上停留的时候不会向后滑动，保证安全性。

如图1所示，所述安全装置5包括安全指示灯53和两个距离传感器54，所述安全指示灯53安装在所述承载平台18上，两个距离传感器54分别安装在所述主箱体1的前沿侧的两个支撑柱17上。在使用本发明下车上下台阶时，先将小车放置在第一级台阶前(如图10所示脚轮落在0层面上)，并让小车的前沿与第一级台阶(图10中所示的1层立面)立面对正，此时，两个距离传感器54检测到的距离一致，说明小车的前沿已经与要攀上的台阶立面对正；本发明中设计小车前沿与台阶立面的距离不超过1mm为安全距离，以防止在逐级上台阶的过程中累加误差，使小车无法在台阶面上前进到指定位置。当满足上述两个条件(对正即距离不超过1mm)时，安全指示灯53显示为绿色，此时，可以进行小车上台阶的过程。当小车在上台阶的过程中，安全指示灯53显示为黄色，则是提醒使用者小车正在工作，请勿在小车上移动以免造成危险。当小车爬升到最后一级台阶时，通过距离传感器54检测到的小车前沿与目标物距离大于一个台阶的宽度，此时小车停止上台阶的工作，安全指示灯显示为绿色，提醒使用者可以跨步离开小车。

利用本发明小车执行上台阶的过程：

(1)将小车放置在台阶前，其前沿与台阶立面对正，如图10所示。此时距离传感器54检测到的信息符合要求时，安全指示灯53显示为绿色，系统可以执行后续的上台阶流程。

(2)如图11所示，运动开始前方形螺母22位于靠基座25的限位开关483上(参见图3-1和图3-2)，驱动所述第二电机26后，所述第二电机26的输出端依次通过齿轮传动机构、螺旋杆23、方形螺母22和滑动主梁6，从而带动主箱体1沿支撑导轨21移动。具体是：第二电机26的输出轴带动一对齿轮24旋转，被动齿轮带动螺旋杆23旋转，从而使方形螺母22以及与方形螺母22相连接的主箱体1向上运动，即以远离基座25向端盖20靠近的方向运动，运动轨迹位于两根支撑导轨21高度范围的区域，更准确的说是在到达上面的限位开关484时，上升运动停止，从而使主箱体1上升一个台阶的高度。

在主箱体1上升的同时，如图4-1和图4-2所示，辅助支撑腿3上的第三电机33正转，驱动齿轮37旋转，齿轮37通过齿轮36驱动丝杠38旋转，丝杠38旋转驱动移动滑块39向前运动，带动辅助腿撑地杆40向下转动，同时使辅助腿撑地杆40向下展开，当连接轴45挤压中间位置的限位开关486的按钮时，触发控制信号，第三电机33停止转动，丝杠38限制了移动滑块39的移动，从而使辅助支撑腿3被锁住，此时主箱体1的脚轮28与第一节楼梯相切，辅助支撑腿3撑起在主箱体1的后部，使主箱体1保持平稳；

(3)如图12所示，升降腿部件支撑在地面上保持不动，如图2所示，主箱体1上的第一电机16正转，驱动蜗杆15进而驱动涡轮14，再进而驱动第一齿轮轴11以及第二齿轮轴11’上的两个链轮9的转动，两个链轮9驱动两条链条8工作，在升降腿部件2以及与升降腿部件相连接的滑动主梁6保持不动的情况下，使主箱体1相对于升降腿部件2向前运动；在向前运动的过程中，主箱体1底部的脚轮28与台阶面接触，对主箱体1形成支撑，脚轮28与台阶面为滚动摩擦，降低了主箱体1在台阶面上移动的阻力，使升降腿部件2能够牢靠得支撑在原地；当主箱体1运动到使得滑动主梁6挤压到后面位置的限位开关482的按钮时，触发控制信号，第一电机16停止转动，同时制动机构中的第三电机31正转，通过电机传动轴52驱动齿轮32转动，使L型的制动块29上的与齿轮32配合的齿条向前运动，使制动块29卡死脚轮28，限制脚轮28的转动，从而防止主箱体1在台阶面的滑动，保证了安全性；主箱体1向前运动的行程是一个台阶宽度的距离。

在主箱体1向前运动的过程中，辅助支撑腿3仍然保持上一个过程的状态，在主箱体1向前运动的过程中，辅助腿支撑杆41上的滚轮42与地面接触，摩擦形式为滚动摩擦，减小了主箱体1向前运动时的阻力，使升降腿能够牢靠得支撑在原地。

(4)如图13所示，运动开始前方形螺母22位于上方靠近端盖20的限位开关484上，如图3-1和图3-2所示，第二电机26反向转动带动一对齿轮24旋转，进而带动螺旋杆23旋转，从而使方形螺母22以向下远离端盖20靠近基座25的方向运动，运动轨迹位于两根支撑导轨21高度范围的区域，即到达下方的限位开关483运动停止。

(5)如图14所示，主箱体1以及脚轮28支撑在台阶面上保持不动，滑动主梁6位于后面位置的限位开关482处，此时电机16反向转动，驱动蜗杆15进而驱动涡轮14，再进而驱动轴11以及轴11上的两个链轮9的转动，两个链轮9驱动两排链条8工作，在主箱体1以及小轮28支撑在台阶面保持不动的情况下，两个升降腿2以及滑动主梁6相对于主箱体向前运动，直到滑动主梁6挤压前面位置的限位开关481，触发控制信号，使电机16停止工作。

(6)如图15、图3-1和图3-2所示，运动开始前方形螺母22位于靠基座25的限位开关483上，第二电机26带动一对齿轮24旋转，进而带动螺旋杆23旋转，从而使方形螺母22向上运动，到达上方的限位开关484运动停止。

在主箱体1上升的过程中，辅助支撑腿3上的第三电机33正转，移动滑块39向前移动，带动辅助腿撑地杆40向下转动，同时使辅助腿撑地杆40向下展开，当连接转轴45挤压前面位置的限位开关485的按钮时，触发控制信号，第三电机33停止转动，丝杠38限制了移动滑块39的移动，从而使辅助支撑腿3被锁住，此时主箱体1的脚轮28与第二节楼梯相切，辅助支撑腿3撑起主箱体1的后部，使载人平台保持平稳.

在主箱体1上升的过程中，制动结构中的的第四电机31反转，通过电机传动轴52驱动齿轮32转动，使L型的制动块29上的与齿轮32配合的齿条向后运动，使制动块29松开脚轮28。

(7)如图16所示，升降腿部件2支撑在台阶面上保持不动，主箱体1上的第一电机16正转，驱动蜗杆15进而驱动蜗轮14，再进而驱动第一齿轮轴11以及第二齿轮轴11’上的两个链轮9的转动，两个链轮9驱动两条链条8工作，在升降腿部件2以及与升降腿部件2相连接的滑动主梁6保持不动的情况下，使主箱体1相对于升降腿部件2向前运动；在向前运动的过程中，主箱体1底部的脚轮28与台阶面接触，对主箱体1形成支撑，脚轮28与台阶面为滚动摩擦，降低了主箱体1在台阶面上移动的阻力，使升降腿2能够牢靠得支撑在原地。

当主箱体1向前运动时，为了使辅助腿撑地杆40与台阶之间不发生磕碰，辅助支撑腿上的第三电机33反转，移动滑块39向后移动，带动辅助腿支撑杆41向上转动，同时使辅助腿撑地杆40向上收回到状态1，当连接轴45挤压中间位置的限位开关486的按钮时，触发控制信号，第三电机33停止转动，丝杠38限制了移动滑块39的移动，从而使辅助支撑腿被锁住，此时滚轮42与第一阶台阶面接触，辅助支撑腿撑起主箱体1的后部，使载人平台保持平稳。

此时小车的整体状态处于上台阶的第一个过程，如图11所示。重复上述过程(2)到(7)，便可实现装置逐级爬升台阶。当小车爬升到最后一级台阶时，距离传感器54检测到的距离大于一个台阶的宽度，此时小车停止上台阶的工作，安全指示灯53显示为绿色，提醒使用者可以跨步离开装置。

利用本发明小车执行下台阶的过程：此时小车的整体状态如图9所示，小车依照着上台阶的逆过程，便可实现小车下台阶功能。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种载人上下台阶的电动小车，包括主箱体(1)，升降装置、辅助支撑装置(3)、行走及制动装置(4)和安全装置(5)，其特征在于，

所述主箱体(1)包括承载平台(18)和底板(18’)，所述承载平台(18)和底板(18’)之间通过四个支撑柱(17)连接；所述底板(18’)的上面固定有第一电机(16)、两组齿轮轴支撑柱(10)和两组导轨支撑柱(55)；所述两组齿轮轴支撑柱(10)上分别支撑相互平行的第一齿轮轴(11)和第二齿轮轴(11’)，所述第一电机(16)的输出端连接有蜗轮蜗杆传动机构，所述蜗轮设置在第一齿轮轴(11)上，所述第一齿轮轴(11)和第二齿轮轴(11’)之间连接有两组结构相同的链轮链条传动机构；所述两组导轨支撑柱(55)上分别支撑相互平行的两个导轨轴(7)；两个导轨轴(7)与两组链轮链条传动机构中的两个链条(8)之间设有滑动主梁(6)，所述滑动主梁(6)的中部设有通槽，两个链条(8)穿过所述通槽并与所述滑动主梁(6)固定，所述滑动主梁(6)的两端设有与两个导轨轴(7)配合的通孔；

所述升降装置包括两套结构相同的升降腿部件(2)，所述升降腿部件(2)包括基座(25)，所述基座(25)上设有第二电机(26)和支撑导轨(21)，所述支撑导轨(21)内设有纵向的螺旋杆(23)，所述螺旋杆(23)上装配有方形螺母(22)，所述方形螺母(22)与所述支撑导轨(21)的内侧面滑动配合，所述第二电机(26)的输出端通过一个齿轮传动机构与所述螺旋杆(23)的一端连接，所述螺旋杆(23)的另一端与所述支撑导轨(21)顶部的端盖(20)转动连接；两套升降腿部件中的两个方形螺母(22)分别与所述主箱体(1)中的滑动主梁(6)的两侧连接；

所述辅助支撑装置(3)包括第三电机(33)、辅助腿撑地杆(40)和与所述底板(18’)底面固定的辅助腿底座(35)，所述辅助腿底座(35)设有滑槽，所述滑槽内设有丝杠(38)，所述丝杠(38)上装配有带有内螺纹的移动滑块(39)，所述移动滑块(39)与所述滑槽滑动配合；所述第三电机(33)的输出端通过一对齿轮与所述丝杠(38)连接；所述辅助腿撑地杆(40)的一端通过连接转轴(43)与所述辅助腿底座(35)转动连接，所述辅助腿撑地杆(40)的中部与所述移动滑块(39)之间铰接有辅助腿支撑杆(41)，所述辅助腿撑地杆(40)的另一端设有滚轮(42)；所述辅助腿底座(35)的外侧设有多个限位开关，用以控制所述移动滑块(39)的移动行程；

所述行走及制动装置包括设置在所述底板(18’)的下面的四个脚轮，位于前沿的两个脚轮分别设有制动结构；

所述安全装置(5)包括安全指示灯(53)和两个距离传感器(54)，所述安全指示灯(53)安装在所述承载平台(18)上，两个距离传感器(54)分别安装在所述主箱体(1)的前沿侧的两个支撑柱(17)上。

2.根据权利要求1所述的载人上下台阶的电动小车，其特征在于，驱动所述第一电机(16)后，所述第一电机(16)的输出端依次通过蜗轮蜗杆传动机构和链轮链条传动机构带动滑动主梁(6)沿两个导轨轴(7)移动。

3.根据权利要求1所述的载人上下台阶的电动小车，其特征在于，驱动所述第二电机(26)后，所述第二电机(26)的输出端依次通过齿轮传动机构、螺旋杆(23)、方形螺母(22)和滑动主梁(6)，从而带动主箱体(1)沿支撑导轨(21)移动。

4.根据权利要求1所述的载人上下台阶的电动小车，其特征在于，驱动所述第三电机(33)后，所述第三电机(33)的输出端依次通过一对齿轮、丝杠(38)、移动滑块(39)和辅助腿支撑杆(41)，从而带动所述辅助腿撑地杆(40)绕连接转轴(43)转动，使得所述辅助腿撑地杆(40)端部的滚轮(42)与地面接触。

5.根据权利要求1所述的载人上下台阶的电动小车，其特征在于，所述第一齿轮轴(11)、第二齿轮轴(11’)和两个导轨轴(7)上均设有限位挡圈(47)，用来限制轴的轴向移动；所述导轨支撑柱(55)上设有限位开关，用来限制滑动主梁(6)的移动行程。

6.根据权利要求1所述的载人上下台阶的电动小车，其特征在于，所述支撑导轨(21)的上下两端分别设有限位开关，所述螺旋杆(23)的两端分别使用限位件(19)定位。

7.根据权利要求1所述的载人上下台阶的电动小车，其特征在于，所述移动滑块(39)、所述辅助腿撑地杆(40)和辅助腿支撑杆(41)构成了曲柄滑块机构。

8.根据权利要求1所述的载人上下台阶的电动小车，其特征在于，所述脚轮通过脚轮轴支撑柱(51)连接在所述底板的底面上，四个脚轮按照两行两列布置；所述制动结构包括第四电机(31)，所述第四电机(31)的输出端通过齿轮齿条传动机构连接有L型制动块(29)，所述L型制动块(29)的底面通过T型槽-块配合与导轨(50)连接，所述导轨(50)的中心平面与前沿的两个脚轮轴支撑柱(51)的中心平面重合。

9.根据权利要求8所述的载人上下台阶的电动小车，其特征在于，驱动所述第四电机(31)后，所述第四电机(31)的输出端依次通过齿轮齿条传动机构带动所述L型制动块(29)沿导轨(50)前后移动。

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