CN114516379B - 一种非机动车遇路沿自助抬升装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非机动车遇路沿自助抬升装置，包括车体,车体踏板处设有顶部电机模块,顶部电机模块内设有用于提供低速动力的步进电机,顶部电机模块内还设有控制模块,顶部电机模块上连接有链轮传动模块,链轮传动模块底部设有连接器,连接器连接有链轮下壳,链轮下壳位于车体的底部,链轮下壳左侧设有前减速箱模块,链轮下壳右侧设有后减速箱模块,前减速箱模块上安装有前支撑爪,前支撑爪与前减速箱模块旋转连接,后减速箱模块上安装有后支撑爪,后减速箱模块和后支撑爪旋转连接。本发明的有益效果为：能够自动抬升，提高停车效率。

Description

一种非机动车遇路沿自助抬升装置

技术领域

本发明属于抬升装置的技术领域，具体涉及一种非机动车遇路沿自助抬升装置。

背景技术

在城市道路中，城市道路的中央分隔带、人行道与路面之间一般都需设路缘石，主要作用是强制车辆在车道上行驶和集中排水，但其高度却对非机动车上路沿停车造成困扰;

其存在的困难有：（1）城市道路路缘石在日常生活中极其普及常见，但因其功能限制，用以上路沿的斜坡数量很少甚至没有，寻找和应用并不方便，且十分浪费时间;（2）目前公知大多数电动车的重量很重，想要将几百斤的车子推上路沿耗时耗力；对于力气较大的男性来说，将电动车提起并推上路沿可能较为轻松，但对于大多数女性，将几百斤重的电动车推上路沿是一件很耗力的事情；（3）随着共享电动车的普及，共享电动车大多停放在路沿上，加上共享电动车的数量较大、重量较重，上路沿的问题已经变得常见;（4）目前已知人们将车子推上路沿，需要从车上下来进行推车，除了耗力之外还耗时，并不方便，不能实现上路沿的自动化，推车的过程费时费力，缺点较多;所以，目前需要一种装置来帮助我们非机动车上路沿;为此人们一直在寻找解决的办法。

发明内容

本发明提供一种非机动车遇路沿自助抬升装置，能够自动抬升，提高停车效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种非机动车遇路沿自助抬升装置，包括车体,车体踏板处设有顶部电机模块,顶部电机模块内设有用于提供低速动力的步进电机,顶部电机模块内还设有控制模块,顶部电机模块上连接有链轮传动模块,链轮传动模块底部设有连接器,连接器连接有链轮下壳,链轮下壳位于车体的底部,链轮下壳左侧设有前减速箱模块,链轮下壳右侧设有后减速箱模块,前减速箱模块上安装有前支撑爪,前支撑爪与前减速箱模块旋转连接,后减速箱模块上安装有后支撑爪,后减速箱模块和后支撑爪旋转连接,前支撑爪和后支撑爪上都设有距离传感器,前支撑爪和后支撑爪互相垂直,前减速箱模块和后减速箱模块的结构相同,前支撑爪与前减速箱模块通过双通接头连接,后支撑爪与后减速箱模块通过双通接头连接；蜗杆轴左端设有用于传动的蜗杆轴齿轮和蜗杆，前减速箱模块内包括用来传动的第一联动轴、第二联动轴和第三联动轴，前减速箱模块内包括用来提供高速动力的高速电机，高速电机上设有主轴齿轮,主轴齿轮与蜗杆轴齿轮相配合,第一联动轴上设有涡轮和第一联动轴小齿轮,涡轮与蜗杆相互配合,第二联动轴上设有第二联动轴小齿轮和第二联动轴大齿轮,第二联动轴大齿轮和第一联动轴小齿轮相互配合,第三联动轴上设有第三联动轴中齿轮,第三联动轴中齿轮和第二联动轴小齿轮相互配合,第一联动轴、第二联动轴和第三联动轴分别通过各自对应的轴承与前减速箱外壳转动连接；链轮传动模块包括上连接法兰,上连接法兰上安装有主动链轮,上连接法兰底部安装有从动链轮,主动链轮和从动链轮通过链条传动,从动链轮上安装有下连接法兰,下连接法兰与连接器相连接；锥齿轮箱模块为中空的箱体结构,锥齿轮箱模块内设有锥齿轮轴,锥齿轮轴与连接器相连接,锥齿轮箱模块内设有横向布置的蜗杆轴，蜗杆轴上设有锥齿轮，锥齿轮和锥齿轮轴相配合。

进一步的，锥齿轮箱模块外侧设有用于固定锥齿轮箱模块的支撑架,支撑架与车体底部相连接。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明中，本非机动车遇路沿自助抬升装置解决了非机动车上路沿的问题;

适用性强，可以安装在大多数的非机动车上，能让大多数质量较重的非机动车能够轻松上路沿，省时省力；能够轻松、便捷地帮助使用者将车推上路沿，使用者不用下车推车，坐在车上通过本装置即可以轻松上路沿，实用性极强；本装置操控简单，仅对三个按钮进行操控即可，老人、小孩等大多数人都能够轻松学会其操作方法；可以用于解决共享电车上路沿困难的问题，让人们停放共享电车变得更加方便、轻松，更有助于解决非机动车乱停乱象；

本装置的使用避免了花费不必要的力气和浪费不必要的时间；本装置价格便宜，仅有两个电机和机械零部件组成，没有过多电子元器件，成本较低并且实现了装置的自动化；本装置安装在电动车脚踏板下方，电机安装在脚踏板上，通过齿轮传动实现电机与支撑的连接，不影响电动车自身功能，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为步进电机的结构示意图；

图3为链轮传动模块的结构示意图;

图4为锥齿轮箱模块的结构示意图;

图5为前减速箱模块和后减速箱模块的结构示意图;

图6为锥齿轮箱模块的内部结构示意图;

图7为前减速箱模块的内部结构示意图;

图8为提升前的结构示意图;

图9为提升中的结构示意图；

图10为提升完成后的结构示意图。

图中：1.前减速箱模块，2.前支撑爪，3.双通接头，4.锥齿轮箱模块，5.前减速箱外壳，6.电机下壳，7.电机上壳，8.后减速箱模块，9.后支撑爪，10.链轮上壳，11.后减速箱外壳，12.连接器，13.下连接法兰，14.链轮下壳，15.第三联动轴，16.第二联动轴，17.第一联动轴，18.轴承，19.蜗杆轴，20.蜗杆，21.涡轮，22.第一联动轴小齿轮，23.第二联动轴大齿轮，24.第三联动轴中齿轮，25.蜗杆轴齿轮，26.高速电机，27.支撑架，28.锥齿轮，29.锥齿轮轴，30.上连接法兰，31.主动链轮，32.链条，33.从动链轮，34.步进电机，35.顶部电机模块，36.链轮传动模块，37.第二联动轴小齿轮，38.距离传感器，39.控制模块，40.车体，41.主轴齿轮。

具体实施方式

实施例：如图1至图10所示，包括车体40,车体40踏板处设有顶部电机模块35,顶部电机模块35内设有用于提供低速动力的步进电机34,顶部电机模块35内还设有控制模块39,顶部电机模块35上连接有链轮传动模块36,链轮传动模块36底部设有连接器12,连接器12连接有链轮下壳14,链轮下壳14位于车体40的底部,链轮下壳14左侧设有前减速箱模块1,链轮下壳14右侧设有后减速箱模块8,前减速箱模块1上安装有前支撑爪2,前支撑爪2与前减速箱模块1旋转连接,后减速箱模块8上安装有后支撑爪9,后减速箱模块8和后支撑爪9旋转连接,前支撑爪2和后支撑爪9上都设有距离传感器38,前支撑爪2和后支撑爪9互相垂直,前减速箱模块1和后减速箱模块8的结构相同,前支撑爪2与前减速箱模块1通过双通接头3连接,后支撑爪9与后减速箱模块8通过双通接头3连接。链轮传动模块36包括上连接法兰30,上连接法兰30上安装有主动链轮31,上连接法兰30底部安装有从动链轮33,主动链轮31和从动链轮33通过链条32传动,从动链轮33上安装有下连接法兰13,下连接法兰13与连接器12相连接，锥齿轮箱模块4为中空的箱体结构,锥齿轮箱模块4内设有锥齿轮轴29,锥齿轮轴29与连接器12相连接,锥齿轮箱模块4内设有横向布置的蜗杆轴19，蜗杆轴19上设有锥齿轮28，锥齿轮28和锥齿轮轴29相配合，蜗杆轴19左端设有用于传动的蜗杆轴齿轮25和蜗杆20，前减速箱模块1内包括用来传动的第一联动轴17、第二联动轴16和第三联动轴15，前减速箱模块1内包括用来提供高速动力的高速电机26，高速电机26上设有主轴齿轮41,主轴齿轮41与蜗杆轴齿轮25相配合,第一联动轴17上设有涡轮21和第一联动轴小齿轮22,涡轮21与蜗杆20相互配合,第二联动轴16上设有第二联动轴小齿轮37和第二联动轴大齿轮23,第二联动轴大齿轮23和第一联动轴小齿轮22相互配合,第三联动轴15上设有第三联动轴中齿轮24,第三联动轴中齿轮24和第二联动轴小齿轮37相互配合,第一联动轴17 第二联动轴16和第三联动轴15分别通过，各自对应的轴承18与前减速箱外壳5转动连接，锥齿轮箱模块4外侧设有用于固定锥齿轮箱模块4的支撑架27,支撑架27与车体40底部相连接。

工作过程：减速箱组所占体积较小、长度适中，所以减速箱组安装在非机动车的底盘处，并不会影响非机动车的正常行驶;而链轮组安装在非机动车的侧面，步进电机选用86步进电机,86步进电机安装在非机动车踏板处，所占空间极少，便于安装放置,高速电机选用795高速电机;

在非机动车车头上安装了两个按钮和一个复位按键，通过控制芯片来控制两个按钮的启动功能，让本装置的功能和这两个按钮链接起来;以此来实现本装置的两个功能模块：旋转轴快速定位模块和抬升免推模块;而复位键用来实现旋转轴的复位。

按下按钮一，本装置进入旋转轴快速定位模块，高速电机26启动,高速电机26带动前减速箱模块1内的主轴齿轮41进行转动,主轴齿轮41带动蜗杆轴齿轮25进一步带动蜗杆轴19转动,蜗杆轴19通过蜗杆20带动第一联动轴17转动,第一联动轴17通过第一联动轴小齿轮22与第二联动轴大齿轮23的配合带动第二联动轴16转动,第二联动轴16转动后，通过第二联动轴小齿轮37与第三联动轴中齿轮24的配合带动第三联动轴15转动,最终第三联动轴15带动前支撑爪2转动;与此同时蜗杆轴19带动后减速箱模块8内的第一联动轴转动,通过相同的传动后,最终推动后支撑爪9转动,让前支撑爪以较快速度转动，然后与地面到达指定距离；到达距地面指定距离时，控制模块中的蜂鸣器发出300HZ的报警，示意我们可以进行下一步操作。

在蜂鸣器报警后，按下按钮二，本装置进入抬升免推模块，此时高速电机26停止转动,步进电机34开始转动,步进电机34通过链轮传动模块36以及连接器12带动锥齿轮箱模块4内的齿轮转动,最终步进电机34推动蜗杆轴19转动,蜗杆轴19以同样的传动方式，带动前减速箱模块1和后减速箱模块8内的齿轮转动,最终蜗杆轴19同时推动，后支撑爪9和前支撑爪2,前减速箱和后减速箱同时开始运转，此后做同步的变化。又重复进行了在快速定位模块中，减速箱内的相同的运动变化。当该模块工作结束后，电路板中的蜂鸣器发出700HZ的报警,示意我们可以进行下一步操作。

本装置的使用方法：前后两个支撑爪二者是垂直状态，在运行过程中，二者夹角一直为90°，从而能实现较快抵达指定位置，利于前后轮分时间的抬升。开始时，按下按钮一进入快速定位模块，前支撑爪到达距地面指定距离的位置。前支撑爪与地面的夹角约为27°，此时后支撑爪与前支撑爪垂直。

蜂鸣器发出300HZ的报警后，按下按钮二后装置进入抬升免推模块，非机动车的前轮被抬升到路沿石上，后支撑爪与地面的夹角约为27°，此时后支撑爪和前支撑爪垂直。

当抬升免推模块结束后，蜂鸣器发出700HZ的报警。然后，再次按下按钮二，装置的后支撑爪将后轮抬升到路沿石上，后支撑爪与地面的夹角约为27°，此时后支撑爪与前支撑爪垂直。

最后，按下复位键让装置通过旋转轴快速定位模块迅速复位。

装置参数：（1）传动比公式为：i = n1/n2,其中i是传动比，n1是输入轴转速，n2是输出轴转速。

（2）M2= M1*i*η，其中M2是输出轴转矩，M1是输入轴转矩，η是传动效率。

（3）蜗轮和蜗杆的传动比：i = n1/n2 = Z/K,其中Z是涡轮齿数，K是蜗杆头数。在本装置采用了1模50齿的涡轮和头数为1的蜗杆，其理论扭矩放大了50倍。

（4）在链轮组处，采用了4分17齿的主动链轮和4分20齿的从动链轮，由传动比公式和输出轴力矩公式可以得出链轮组的理论扭矩放大了1.176倍。

（5）齿轮间的传动比：i = n1/n2 = ω1/ω2 = R1/R2 = Z1/Z2，其中ω为齿轮的角速度，R为齿轮的半径，Z为齿轮的齿数。在本装置中采用了1模25齿与1模20齿的齿轮进行了啮合、1模20齿和1模50齿的齿轮进行啮合，从而达到了减速、放大扭矩的效果。

通过一次1模25齿与1模20齿的齿轮啮合，其理论扭矩放大了1.25倍；通过两次1模20齿和1模50齿的齿轮啮合,其理论扭矩先、后又放大了2.5倍。

（6）在锥齿轮箱中，采用了两个相同的1模25齿的锥齿轮，其理论扭矩放大为原来的一倍。

（7）在快速定位模块时，795高速电机的理论扭矩放大了390.625倍，则转速降低为原来的1/390.625，最终实现前旋转轴2和后旋转轴9的理论转速为30.72r/min，可以在较短的时间内到达指定位置，使我们在上路沿石的过程中节约了大量的时间；在抬升免推模块，86步进电机的理论扭矩放大了367.5倍，最终实现前旋转轴2和后旋转轴9的理论扭矩为3123.75N*m，其结果可以实现将使用者和车子一起抬升到路沿石上，不用使用者下车推动，提高了装置的自动性能和便捷性。

Claims (5)

1.一种非机动车遇路沿自助抬升装置，其特征在于：包括车体（40）,车体（40）踏板处设有顶部电机模块（35）,顶部电机模块（35）内设有用于提供低速动力的步进电机（34）,顶部电机模块（35）内还设有控制模块（39）,顶部电机模块（35）上连接有链轮传动模块（36）,链轮传动模块（36）底部设有连接器（12）,连接器（12）连接有链轮下壳（14）,链轮下壳（14）位于车体（40）的底部,链轮下壳（14）左侧设有前减速箱模块（1）,链轮下壳（14）右侧设有后减速箱模块（8）,前减速箱模块（1）上安装有前支撑爪（2）,前支撑爪（2）与前减速箱模块（1）旋转连接,后减速箱模块（8）上安装有后支撑爪（9）,后减速箱模块（8）和后支撑爪（9）旋转连接,前支撑爪（2）和后支撑爪（9）上都设有距离传感器（38）,前支撑爪（2）和后支撑爪（9）互相垂直,前减速箱模块（1）和后减速箱模块（8）的结构相同,前支撑爪（2）与前减速箱模块（1）通过双通接头（3）连接,后支撑爪（9）与后减速箱模块（8）通过双通接头（3）连接；蜗杆轴（19）左端设有用于传动的蜗杆轴齿轮（25）和蜗杆（20），前减速箱模块（1）内包括用来传动的第一联动轴（17）、第二联动轴（16）和第三联动轴（15），前减速箱模块（1）内包括用来提供高速动力的高速电机（26），高速电机（26）上设有主轴齿轮（41）,主轴齿轮（41）与蜗杆轴齿轮（25）相配合,第一联动轴（17）上设有涡轮（21）和第一联动轴小齿轮（22）,涡轮（21）与蜗杆（20）相互配合,第二联动轴（16）上设有第二联动轴小齿轮（37）和第二联动轴大齿轮（23）,第二联动轴大齿轮（23）和第一联动轴小齿轮（22）相互配合,第三联动轴（15）上设有第三联动轴中齿轮（24）,第三联动轴中齿轮（24）和第二联动轴小齿轮（37）相互配合,第一联动轴（17）、第二联动轴（16）和第三联动轴（15）分别通过各自对应的轴承（18）与前减速箱外壳（5）转动连接；链轮传动模块（36）包括上连接法兰（30）,上连接法兰（30）上安装有主动链轮（31）,上连接法兰（30）底部安装有从动链轮（33）,主动链轮（31）和从动链轮（33）通过链条（32）传动,从动链轮（33）上安装有下连接法兰（13）,下连接法兰（13）与连接器（12）相连接；锥齿轮箱模块（4）为中空的箱体结构,锥齿轮箱模块（4）内设有锥齿轮轴（29）,锥齿轮轴（29）与连接器（12）相连接,锥齿轮箱模块（4）内设有横向布置的蜗杆轴（19），蜗杆轴（19）上设有锥齿轮（28），锥齿轮（28）和锥齿轮轴（29）相配合。

2.根据权利要求1所述的一种非机动车遇路沿自助抬升装置，其特征在于：锥齿轮箱模块（4）外侧设有用于固定锥齿轮箱模块（4）的支撑架（27）,支撑架（27）与车体（40）底部相连接。

3.根据权利要求1所述的一种非机动车遇路沿自助抬升装置，其特征在于：后减速箱模块（8）外侧设有用于保护后减速箱模块（8）内部齿轮结构的后减速箱外壳（11）, 前减速箱模块（1）外侧设有用于保护前减速箱模块（1）内部结构的前减速箱外壳（5）。

4.根据权利要求1所述的一种非机动车遇路沿自助抬升装置，其特征在于：链条（32）外侧安装有防尘用的链轮上壳（10）和链轮下壳(14), 顶部电机模块(35)包括电机下壳(6)和电机上壳(7)。

5.根据权利要求1所述的一种非机动车遇路沿自助抬升装置，其特征在于：控制模块（39）包括供电的蓄电池、控制用的按钮、数据芯片，距离传感器（38）、电机都与控制模块（39）电连接且受控制模块（39）控制。