CN111874844A - 一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，包括：滑套机构：包括外壳主体、布置在外壳主体底部中间位置并可滚动接触楼梯顶部表面的底部滚轮组，以及安装在外壳主体边缘位置并可滚动贴合楼梯扶手两侧表面的侧边滚轮组；拉杆机构：包括一端与所述外壳主体顶部活动连接的拉杆主体、设置在拉杆主体另一端的把手件，以及安装在拉杆主体中部位置并用于悬挂待搬运重物的绳圈。与现有技术相比，本发明具有省力性能好、可以顺滑过弯、便携性良好、安全稳定等优点。

Description

一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置

技术领域

本发明属于重物搬运结构技术领域，涉及一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置。

背景技术

近年来，很多专利对搬运重物上下楼梯的问题提出了解决方法。经过搜索查阅，目前主流的解决方案为基于电动机的推车装置和基于扶手的滑轮装置。

东南大学的林中盛等提出了一种安装有电机和拉杆的搬运装置(CN109229193A)，同时澳坤智能装备公司提出了一种装有三组滚轮的搬运装置(CN110606109A)，这两种装置结构类似，可实现多种速度的上下楼搬运。该类基于电动机的推车装置省力性能好，但重量和体积极大，线路复杂，适用于工厂但不适用于日常生活使用。

此外，长城葡萄酒公司提出了一种车轮结构的楼梯扶手搬运车(CN210084688U)，该装置解决了在楼梯扶手上运送重物造成扶手损伤的技术问题。此类基于扶手的滑轮装置设计巧妙，使用方便，但仍然无法避免使用电机带来的重量过大问题，也未能解决运送到扶手转弯处的一步过弯问题。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，包括：

滑套机构：包括外壳主体、布置在外壳主体底部中间位置并可滚动接触楼梯顶部表面的底部滚轮组，以及安装在外壳主体边缘位置并可滚动贴合楼梯扶手两侧表面的侧边滚轮组；

拉杆机构：包括一端与所述外壳主体顶部活动连接的拉杆主体、设置在拉杆主体另一端的把手件，以及安装在拉杆主体中部位置并用于悬挂待搬运重物的绳圈。

进一步的，所述的侧边滚轮组包括呈三角形布置的一个内侧滚轮和两个外侧滚轮，其中，内侧滚轮设置在外壳主体的内侧边边缘处，并可滚动贴合楼梯扶手内侧表面，两个外侧滚轮间隔安装在外壳主体的外侧边边缘处，并可滚动贴合楼梯扶手外侧表面。

更进一步的，所述的外壳主体底部滑动设置有一移动卡扣，该移动卡扣具有沿垂直于两个外侧滚轮的连线的方向的自由度，在移动卡扣上安装有所述内侧滚轮。

更进一步优选的，所述的移动卡扣与外壳主体之间还设有带环弹簧，使得内侧滚轮与两外侧滚轮可呈夹持状态紧贴楼梯扶手两侧表面。

更进一步的，所述的内侧滚轮与外侧滚轮分别通过垂直于外壳主体的内侧大轴与外侧小轴安装在外壳主体上。

更进一步的，所述的内侧滚轮与外侧滚轮上还设有勾住楼梯扶手底面边缘的金属钩。

进一步的，所述的外壳主体的底部表面还安装有金属隔板，在金属隔板下表面设置所述底部滚轮组。

进一步的，所述的底部滚轮组包括转动安装在外壳主体下方的若干底部滚轮，所述底部滚轮分为两组，并分别靠近外壳主体两侧边位置，在两组底部滚轮之间还设有限制其转动自由度的底部限位板。

进一步的，在外壳主体底部设有二自由度关节轴，所述的拉杆主体的一端铰接所述二自由度关节轴。

进一步的，所述的把手件包括穿过拉杆主体端部的尼龙绳环，以及套设在尼龙绳环上的套筒把手。

本发明采用杠杆原理，将被运物固定于拉杆主体中段，施力点和支点分别为拉杆两端，从而实现了良好的省力性。本发明的滑套机构部分通过侧边滚轮组与底部滚轮组固定在楼梯扶手上，滑套机构部分可装有底部滚轮、侧边滚轮、金属钩等，保证装置在扶手上稳定运行；此外滑套部分的侧边滚轮优选呈三角状结构，过弯时，内侧滚轮保持不动，外侧滚轮滑动，转角从两轮空隙处转过，从而完成过弯。整个装置具有以下优点：

(1)省力性能好：本发明的拉杆采用杠杆原理加长了力臂，可以使使用者省力30％以上，提高了省力性能；

(2)可以顺滑过弯：本发明的滑套部分采用了三角形“鹰爪”式布局的滑套结构，可实现一步过弯。

(3)便携性良好：本发明的滑套部分结构采用PA塑料，拉杆主体采用空心铝管，把手部分采用塑料，总自重较轻，方便携带。

(4)安全稳定：本发明在扶手上运动过程中不易脱落，对于不平坦的扶手适应性强，运行稳定。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明滑套机构部分的爆炸视图；

图3为本发明的整体的爆炸视图；

图4为本发明的内侧滚轮部分的剖切示意图；

图中标记说明：

1-外壳主体，2-带环弹簧，3-外侧小轴，4-外侧滚轮，5-底部滚轮，6-内侧滚轮，7-底部限位板，8-内侧大轴，9-金属隔板，10-移动卡扣，11-二自由度关节轴，12-绳圈，13-拉杆主体，14-尼龙绳环，15-套筒把手，16-金属钩。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能的常规部件或常规结构。

本发明提出了一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，其结构参见图1～图3所示，包括：

滑套机构：包括外壳主体1、布置在外壳主体1底部中间位置并可滚动接触楼梯顶部表面的底部滚轮组，以及安装在外壳主体1边缘位置并可滚动贴合楼梯扶手两侧表面的侧边滚轮组；

拉杆机构：包括一端与所述外壳主体1顶部活动连接的拉杆主体13、设置在拉杆主体13另一端的把手件，以及安装在拉杆主体13中部位置并用于悬挂待搬运重物的绳圈12。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图2所示，所述的侧边滚轮组包括呈三角形布置的一个内侧滚轮6和两个外侧滚轮4，其中，内侧滚轮6设置在外壳主体1的内侧边边缘处，并可滚动贴合楼梯扶手内侧表面，两个外侧滚轮4间隔安装在外壳主体1的外侧边边缘处，并可滚动贴合楼梯扶手外侧表面。这样将侧边滚轮组采用三角形的形式布置，其在转弯时，可以采用内侧滚轮6保持不动，外侧滚轮4滚动的方式，使得装置在楼梯扶手转角处顺利过弯，操作方便。

更具体的实施方式中，请再参见图2和图4所示，所述的外壳主体1底部滑动设置有一移动卡扣10，该移动卡扣10具有沿垂直于两个外侧滚轮4的连线的方向的平移自由度，在移动卡扣10上安装有所述内侧滚轮6。这样，通过移动卡扣10的移动，可以调节内侧滚轮6与外侧滚轮4之间的间距，从而可以适用不同尺寸的楼梯扶手，同时，也确保在过弯时提供足够的变化余量。移动卡扣10在外壳主体1上的平移范围一般设置为20cm，其平移范围通过限位结构实现。

更进一步具体的实施方式中，所述的移动卡扣10与外壳主体1之间还设有带环弹簧2(也可以替换为其它具有类似功能的弹性件，其在工作时呈拉伸状态)，使得内侧滚轮6与两外侧滚轮4可呈夹持状态紧贴楼梯扶手两侧表面。带环弹簧2的带环部分一般套设在内侧滚轮6上(如套设在内侧滚轮6的内侧大轴8)，另一部分则与外壳主体1固定连接。

更具体的实施方式中，所述的内侧滚轮6与外侧滚轮4分别通过垂直于外壳主体1的内侧大轴8与外侧小轴3安装在外壳主体1上。内侧滚轮6装在内侧大轴8上，外侧滚轮4装在外侧小轴3上(优选通过轴承安装)，另外，内侧大轴8与外侧小轴3上分别安装有矩形块，并通过与外壳主体1上对应位置的矩形槽相互嵌合，以限制内侧大轴8与外侧小轴3的转动。

更具体的实施方式中，所述的内侧滚轮6与外侧滚轮4上还设有勾住楼梯扶手底面边缘的金属钩16。金属钩16可以采用焊接固定的方式布置在侧边滚轮组底部，从而防止滑套机构从楼梯扶手上意外脱落。

在本发明的一种具体的实施方式中，所述的外壳主体1的底部表面还安装有金属隔板9，在金属隔板9下表面设置所述底部滚轮组。金属隔板9主要用于密封滑套机构。另外，也可以方便底部滚轮组的安装。

在本发明的一种具体的实施方式中，所述的底部滚轮组包括转动安装在外壳主体1下方的若干底部滚轮5，所述底部滚轮5分为两组，并分别靠近外壳主体1两侧边位置。底部滚轮5优选采用单孔螺栓螺母连接安装，因此，底部滚轮5与金属隔板9之间有发生相对转动的可能，在两组底部滚轮5之间还设有限制其转动自由度的底部限位板7，可以避免底部滚轮5与金属隔板9的相对转动，从而减小底部滚轮5与金属隔板9连接松动的可能。

在本发明的一种具体的实施方式中，在外壳主体1底部设有二自由度关节轴11，所述的拉杆主体13的一端铰接所述二自由度关节轴11。二自由度关节轴11采用本领域的常规的具有水平转动与垂直转动两个方向自由度的结构即可，其具体结构可以包括水平转动安装在外壳主体1顶部的关节座、布置在关节座上并呈水平状态的转动轴销，拉杆主体13即通过转动轴销铰接所述二自由度关节轴11。拉杆主体13可以采用开孔空心铝管，尼龙绳圈12通过穿过开孔空心铝管中间的两个通孔形成，其用于连接置物袋等待搬运重物。

在本发明的一种具体的实施方式中，所述的把手件包括穿过拉杆主体13端部的尼龙绳环14，以及套设在尼龙绳环14上的套筒把手15。

以上各实施方式中，可以任一单独实施，也可以任意两两组合或更多的组合实施。

下面结合具体实施例来对上述实施方式进行更详细的说明。

实施例1：

本实施例提供了一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，其结构参见图1～图3所示，包括：

滑套机构：包括外壳主体1、布置在外壳主体1底部中间位置并可滚动接触楼梯顶部表面的底部滚轮组，以及安装在外壳主体1边缘位置并可滚动贴合楼梯扶手两侧表面的侧边滚轮组；

拉杆机构：包括一端与外壳主体1顶部活动连接的拉杆主体13、设置在拉杆主体13另一端的把手件，以及安装在拉杆主体13中部位置并用于悬挂待搬运重物的绳圈12。

请再参见图2所示，侧边滚轮组包括呈三角形布置的一个内侧滚轮6和两个外侧滚轮4，其中，内侧滚轮6设置在外壳主体1的内侧边边缘处，并可滚动贴合楼梯扶手内侧表面，两个外侧滚轮4间隔安装在外壳主体1的外侧边边缘处，并可滚动贴合楼梯扶手外侧表面。这样将侧边滚轮组采用三角形的形式布置，其在转弯时，可以采用内侧滚轮6保持不动，外侧滚轮4滚动的方式，使得装置在楼梯扶手转角处顺利过弯，操作方便。

请再参见图2和图4所示，外壳主体1底部滑动设置有一移动卡扣10，该移动卡扣10具有沿垂直于两个外侧滚轮4的连线的方向的平移自由度，在移动卡扣10上安装有内侧滚轮6。这样，通过移动卡扣10的移动，可以调节内侧滚轮6与外侧滚轮4之间的间距，从而可以适用不同尺寸的楼梯扶手，同时，也确保在过弯时提供足够的变化余量。移动卡扣10在外壳主体1上的平移范围一般设置为20cm，其平移范围通过限位结构实现。

请再参见图2和图4所示，移动卡扣10与外壳主体1之间还设有带环弹簧2(也可以替换为其它具有类似功能的弹性件，其在工作时呈拉伸状态)，使得内侧滚轮6与两外侧滚轮4可呈夹持状态紧贴楼梯扶手两侧表面。带环弹簧2的带环部分一般套设在内侧滚轮6上(如套设在内侧滚轮6的内侧大轴8)，另一部分则与外壳主体1固定连接。为了保持内侧滚轮6与外侧滚轮4对楼梯扶手的夹持稳固效果，移动卡扣10夹紧的力至少需要70N，也就是说在移动卡扣10处于平移范围的下限时带环弹簧2至少需要提供70N的夹紧力。据此简单估算在正常使用过程中带环弹簧2提供的平均夹紧力约为90N，也就是说带环弹簧2对移动卡扣10有平均90N的作用力。

内侧滚轮6与外侧滚轮4分别通过垂直于外壳主体1的内侧大轴8与外侧小轴3安装在外壳主体1上。内侧滚轮6转动安装在内侧大轴8上，外侧滚轮4转动安装在外侧小轴3上，另外，内侧大轴8与外侧小轴3上分别安装有矩形块，并通过与外壳主体1上对应位置的矩形槽相互嵌合，以限制内侧大轴8与外侧小轴3的转动。内侧滚轮6与外侧滚轮4上还设有勾住楼梯扶手底面边缘的金属钩16。金属钩16可以采用焊接固定的方式布置在侧边滚轮组底部，从而防止滑套机构从楼梯扶手上意外脱落。移动卡扣10与带环弹簧2利用内侧大轴8作为中介进行连接。具体的思路是将带环弹簧2末端的金属环套在穿过移动卡扣10且与之固定的直径8mm的实心金属轴(即内侧大轴8)上，内侧大轴8与移动卡扣10接触面积较大，尽可能减小移动卡扣10上的局部应力。这种连接方式采用任何额外的连接件，对于移动卡扣10的平移不会有任何负面影响。

请再参见图2所示，外壳主体1的底部表面还安装有金属隔板9，在金属隔板9下表面设置底部滚轮组。金属隔板9主要用于密封滑套机构。另外，也可以方便底部滚轮组的安装。

请再参见图2所示，底部滚轮组包括转动安装在外壳主体1下方(即金属隔板9上)的若干底部滚轮5(本实施例优选为4个)，底部滚轮5分为两组(每组分别为两个)，并分别靠近外壳主体1两侧边位置。底部滚轮5优选采用单孔螺栓螺母连接安装，因此，底部滚轮5与金属隔板9之间有发生相对转动的可能，在两组底部滚轮5之间还设有限制其转动自由度的底部限位板7，可以避免底部滚轮5与金属隔板9的相对转动，从而减小底部滚轮5与金属隔板9连接松动的可能。

请再参见图2所示，在外壳主体1底部设有二自由度关节轴11，拉杆主体13的一端铰接二自由度关节轴11。二自由度关节轴11采用本领域的常规的具有水平转动与垂直转动两个方向自由度的结构即可，其具体结构可以包括水平转动安装在外壳主体1顶部的关节座、布置在关节座上并呈水平状态的转动轴销，拉杆主体13即通过转动轴销铰接二自由度关节轴11。拉杆主体13可以采用开孔空心铝管，尼龙绳圈12通过穿过开孔空心铝管中间的两个通孔形成，其用于连接置物袋等待搬运重物。

请再参见图3所示，把手件包括穿过拉杆主体13端部的尼龙绳环14，以及套设在尼龙绳环14上的套筒把手15。

本实施例的装置的具体工作过程如下：

使用前，先将内侧滚轮6拉开并放置在楼梯扶手上，然后，将待搬运重物悬挂在拉杆主体13的绳圈12上，随后，用于拉住套筒把手15，上楼梯，这样，通过杠杆效应可以大大节省上楼梯时的负荷。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，其特征在于，包括：

滑套机构：包括外壳主体、布置在外壳主体底部中间位置并可滚动接触楼梯顶部表面的底部滚轮组，以及安装在外壳主体边缘位置并可滚动贴合楼梯扶手两侧表面的侧边滚轮组；

拉杆机构：包括一端与所述外壳主体顶部活动连接的拉杆主体、设置在拉杆主体另一端的把手件，以及安装在拉杆主体中部位置并用于悬挂待搬运重物的绳圈。

2.根据权利要求1所述的一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，其特征在于，所述的侧边滚轮组包括呈三角形布置的一个内侧滚轮和两个外侧滚轮，其中，内侧滚轮设置在外壳主体的内侧边边缘处，并可滚动贴合楼梯扶手内侧表面，两个外侧滚轮间隔安装在外壳主体的外侧边边缘处，并可滚动贴合楼梯扶手外侧表面。

3.根据权利要求2所述的一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，其特征在于，所述的外壳主体底部滑动设置有一移动卡扣，该移动卡扣具有沿垂直于两个外侧滚轮的连线的方向的自由度，在移动卡扣上安装有所述内侧滚轮。

4.根据权利要求3所述的一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，其特征在于，所述的移动卡扣与外壳主体之间还设有带环弹簧，使得内侧滚轮与两外侧滚轮可呈夹持状态紧贴楼梯扶手两侧表面。

5.根据权利要求2所述的一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，其特征在于，所述的内侧滚轮与外侧滚轮分别通过垂直于外壳主体的内侧大轴与外侧小轴安装在外壳主体上。

6.根据权利要求2所述的一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，其特征在于，所述的内侧滚轮与外侧滚轮上还设有勾住楼梯扶手底面边缘的金属钩。

7.根据权利要求1所述的一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，其特征在于，所述的外壳主体的底部表面还安装有金属隔板，在金属隔板下表面设置所述底部滚轮组。

8.根据权利要求1或7所述的一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，其特征在于，所述的底部滚轮组包括转动安装在外壳主体下方的若干底部滚轮，所述底部滚轮分为两组，并分别靠近外壳主体两侧边位置，在两组底部滚轮之间还设有限制其转动自由度的底部限位板。

9.根据权利要求1所述的一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，其特征在于，在外壳主体底部设有二自由度关节轴，所述的拉杆主体的一端铰接所述二自由度关节轴。

10.根据权利要求1所述的一种基于楼梯场景的重物搬运辅助装置，其特征在于，所述的把手件包括穿过拉杆主体端部的尼龙绳环，以及套设在尼龙绳环上的套筒把手。

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