CN115320684A - 一种可自主上下楼的物资运输车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自主上下楼的物资运输车，包括车体和设置于车体下方的行走机构，车体的侧壁嵌入滑动设置有两两相对的双面带凹槽齿条，4个所述双面带凹槽齿条的外侧均活动设置有摇杆‑连杆机构，两两相对的双面带凹槽齿条之间均分别设置有带动车体上下升降的车体升降机构，车体内部的中间位置固定设置有用于放置货物的载物台，车体前方外侧固定设置有超声波传感器，车体底部外侧的前面、中央和尾部分别设置有红外距离探测仪，所述车体内部的底部固定设置有电子组件，行走机构、摇杆‑连杆机构、车体升降机构、超声波传感器和红外距离探测仪均电性连接电子组件，本发明用于实现楼道和平地等情形下的货物的自动运输，减少人工搬运的成本。

Description

一种可自主上下楼的物资运输车

技术领域

本发明涉及机械电子领域，尤其是一种可自主上下楼的物资运输车。

背景技术

在现实生活中，经常要面临搬运货物上下楼的情形，但是一些情况下，货物较多、重量较大等现实问题的出现，使得人为搬运变得非常费劲，而且可能造成人员在搬运过程中受伤或伤及他人、货物损坏等事故，所以，自动化的搬运装置在某些情况下，显得格外重要。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种可自主上下楼的物资运输车，用于实现楼道和平地等情形下的货物的自动运输，减少人工搬运的成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种可自主上下楼的物资运输车，包括车体和设置于车体下方的行走机构，所述车体的侧壁嵌入滑动设置有两两相对的双面带凹槽齿条，4个所述双面带凹槽齿条的外侧均活动设置有摇杆-连杆机构，两两相对的双面带凹槽齿条之间均分别设置有带动车体上下升降的车体升降机构，所述车体内部的中间位置固定设置有用于放置货物的载物台，所述车体前方外侧固定设置有超声波传感器，所述车体底部外侧的前面、中央和尾部分别设置有红外距离探测仪，所述车体内部的底部固定设置有电子组件，所述行走机构、摇杆-连杆机构、车体升降机构、超声波传感器和红外距离探测仪均电性连接电子组件。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述行走机构包括设置于车体底部且部分嵌入车体底部的4个车轮和设置于车体底部中央的万向轮，所述车体底部外侧靠近每个车轮分别独立设置用于驱动车轮移动的驱动电机，所述驱动电机内嵌于车轮电机底座内。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述摇杆-连杆机构包括与双面带凹槽齿条外侧啮合的第一齿轮、转动设置于第一齿轮且驱动第一齿轮转动的第一小型步进电机、固定设置于第一小型步进电机外侧的齿轮保护盖、与齿轮保护盖活动连接的摇杆机构及与摇杆机构活动连接的连杆机构，所述摇杆机构包括与第一齿轮连接的第一摇杆和与第一摇杆连接的第二摇杆，所述第一摇杆外部转动连接第二小型步进电机，所述连杆机构包括与第一摇杆连接的第一连杆和与第一连杆连接的第二连杆，所述第二连杆的另一端连接第二摇杆，所述第一摇杆的端部活动设置有前进小轮，所述前进小轮内置有前进驱动电机。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述车体升降机构包括与相对的双面带凹槽齿条内侧啮合的车体升降齿轮、两端分别穿过车体升降齿轮和滚动轴承的齿轮连接轴、固定设置于齿轮连接轴中间的大齿轮和与大齿轮啮合连接的小齿轮，所述滚动轴承固定设置于车体侧壁内，所述车体内部设置有齿轮组电机底座和设置于齿轮组电机底座上方且用于驱动小齿轮运动的齿轮组驱动电机。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述车体的上方设置有车盖。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述电子组件包括固定设置于车体内部下方的电路板的尼龙支柱和设置于尼龙支柱上的电路PCB样板。

本发明技术方案的进一步改进在于：4个所述双面带凹槽齿条的内侧上分别设置有用于放置载物台的多个等高度的挂钩。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述车体内部设置有蓄电池。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

1、本发明用于实现楼道和平地等情形下的货物的自动运输，减少人工搬运的成本，极大地解决传统的人工搬运造成的一系列问题，如搬运过程中货物易损坏、人员易受伤等；

2、本发明还可以结合物联网等远程技术，用于远程自动化搬运的无人工厂和车间，适用性强。

附图说明

图1是本发明运输车满载货物在平地行走的状态；

图2是本发明运输车将小轮通过摇杆-连杆放下来的状态；

图3是本发明运输车的车底；

图4是本发明车体升降装置的关键部分；

图5是本发明摇杆-连杆的细节部分；

图6是本发明车体的俯视图；

图7是本发明车体的立体图；

图8是本发明运输车在上楼时的状；

图9是本发明运输车下楼时的状态；

其中，1、车体，2、超声波传感器，3、红外距离探测仪，4、双面带凹槽齿条，5、车轮，6、电子组件，7、齿轮保护盖，8、车盖，9、，10、第一摇杆，11、第二摇杆，12、齿轮连接轴，13、大齿轮，14、电路PCB样板，15、电路板的尼龙支柱，16、，17、，18、，19、第一连杆，20、第二连杆，21、车体升降齿轮，22、滚动轴承，23、小齿轮，24、车轮电机底座，25、驱动电机，26、第一齿轮，27、前进小轮，28、万向轮，29、挂钩，30、第一小型步进电机，31、第二小型步进电机，32、前进驱动电机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1至图7所示，一种可自主上下楼的物资运输车，包括车体1和设置于车体1下方的行走机构，车体1即是整车的外壳，负责固定各种零件、机构、电路装置以及负责运载货物，车体的内外侧壁有多组滑轨，这样车体1的侧壁可以嵌入滑动设置有两两相对的双面带凹槽齿条4。

行走机构包括设置于车体1底部的4个车轮5和设置于车体1底部中央的万向轮28，车轮5并非安装在车体1的两侧，而是安装在里面，在车体1的底部有4个大的矩形孔，是为了让一部分车轮5嵌入进车体1。车体1底部外侧靠近每个车轮5分别独立设置用于驱动车轮5移动的车轮驱动电机25，所述车轮驱动电机25内嵌于车轮电机底座24内。

4个双面带凹槽齿条4的外侧均活动设置有摇杆-连杆机构，摇杆-连杆机构包括与双面带凹槽齿条4外侧啮合的第一齿轮26、转动设置于第一齿轮26且驱动第一齿轮26转动的第一小型步进电机30、固定设置于第一小型步进电机30外侧的齿轮保护盖7、与齿轮保护盖7活动连接的摇杆机构及与摇杆机构活动连接的连杆机构，所述摇杆机构包括与第一齿轮26连接的第一摇杆10和与第一摇杆10连接的第二摇杆11，所述第一摇杆10外部转动连接第二小型步进电机31，所述连杆机构包括与第一摇杆10连接的第一连杆19和与第一连杆19连接的第二连杆20，所述第二连杆20的另一端连接第二摇杆11，所述第一摇杆10的端部活动设置有前进小轮27，所述前进小轮27内置有前进驱动电机32。

在平路上行走时，摇杆-连杆机构通过第二小型步进电机31控制旋转第一摇杆10转动至垂直，第二摇杆11以及连杆机构由于惯性会放置于第一摇杆10内，这样将第二摇杆11上的前进小轮27收缩起来。

在面对上楼和下楼时，摇杆-连杆机构通过第二小型步进电机31控制旋转第一摇杆10转动至水平，第二摇杆11和连杆机构由于重力下落，连杆机构自动展开撑住第一摇杆10和第二摇杆11固定不动，前进小轮27与地面接触，并由前进驱动电机32控制前行。

两两相对的双面带凹槽齿条4之间均分别设置有带动车体1上下升降的车体升降机构，车体升降机构包括与相对的双面带凹槽齿条4内侧啮合的车体升降齿轮21、两端分别穿过车体升降齿轮21和滚动轴承22的齿轮连接轴12、固定设置于齿轮连接轴12中间的大齿轮13和与大齿轮13啮合连接的小齿轮23，车体1侧壁上的孔用来安装滚珠轴承22，所述车体1内部设置有齿轮组电机底座16和设置于齿轮组电机底座16上方且用于驱动小齿轮23运动的齿轮组驱动电机17。

4个双面带凹槽齿条4的内侧中间位置分别设置多个等高度的挂钩29，载物台18放置于多个挂钩29上，并将货物9放置于载物台上。车体1的上方设置有车盖8，可以封闭所述车体，保护货物。所述车体1前方外侧固定设置有超声波传感器2，能实时测量车头前有无台阶，所述车体1底部外侧的前面、中央和尾部分别设置有红外距离探测仪3，分别在所述车辆上楼和下楼时，对车底到地面距离进行探测。所述车体1内部的底部固定设置有电子组件6，所述行走机构、摇杆-连杆机构、车体升降机构、超声波传感器2和红外距离探测仪3均电性连接电子组件6，电子组件6包括固定设置于车体1内部下方的电路板的尼龙支柱15和设置于尼龙支柱15上的电路PCB样板14。电路PCB样板14对超声波传感器2和红外距离探测仪3和各类电机进行控制和驱动，车体1内部设置有蓄电池，采用蓄电池对整个运输车进行供电。

工作原理：

可自主上下楼的物资运输车上楼原理如图8所示，当超声波传感器2检测到前方有阶梯时，第一小型步进电机30控制第一齿轮26转动，从而带动摇杆-连杆机构上升，到一定高度后，第二小型步进电机31控制旋转第一摇杆10转动至水平，第二摇杆11和连杆机构由于重力下落，连杆机构自动展开撑住第一摇杆10和第二摇杆11固定不动，车头前进小轮27接触到下一个台阶的地面。同样原理，车尾摇杆机构下降，下降到一定高度后展开连杆，使车尾前进小轮27接触当前台阶的地面；然后通过车尾的车体升降机构和车头的摇杆机构，将车体1平稳抬起；车体1在被抬起的过程中，通过控制车体1车尾的车体升降机构带动双面带凹槽齿条4下滑，进而带动整个车体1抬升，车体1车头的车体升降机构保持静止，在车体1升起的同时，车头的摇杆-连杆机构随着对应下降，这样使得在车体1升起的过程中，车头的摇杆-连杆的前进小轮27保持与地面接触且车体1平稳上升，不会发生倾斜，前方前进小轮27一直保持与下一个台阶接触。这样就将车体1抬升了起来，而后，前后前进小轮27内置的前进驱动电机32控制前后前进小轮27共同驱动前行，直到车体下的前方车轮5接触下一个台阶的地面，并运行一段距离，直到车体中央的万向轮28接触到下一个台阶的地面，此二者与台阶面距离的判断，皆是通过车体下方安装的红外距离探测仪3来判断的。然后，通过控制车体1车尾的车体升降机构带动双面带凹槽齿条4上滑，但保持连杆机构和摇杆机构的状态不变，这样就可以收回车尾部分，从而，完成了一个台阶的攀爬。

当在楼梯拐弯处行走时时，车头的摇杆-连杆机构通过第一小型步进电机30控制第一齿轮26转动，从而带动车头摇杆-连杆机构上升，使车头前进小轮27不接触地面，若向左转弯，则控制车头左边车轮5相对于右边车轮5的速度变慢，同时，同时控制车尾左边前进小轮27相对于右边前进小轮27的速度变慢，使车头和车尾同时完成小幅度转弯后，车头继续直行，待车尾完成当前台阶的攀爬后，车头和车尾再次同时完成小幅度转弯，直至车尾完全到达平地，车尾的摇杆-连杆机构通过第一小型步进电机30控制第一齿轮26转动，从而带动车尾摇杆-连杆机构上升，使车尾前进小轮27不接触地面，依靠车尾的两个车轮5进行移动，完成转弯后，继续如上述上楼原理进行上楼。本发明的可自主上下楼的物资运输车的下楼原理可以通过上楼的描述过程得到，参考图9，此处不在赘述。

Claims (8)

1.一种可自主上下楼的物资运输车，其特征在于：包括车体（1）和设置于车体（1）下方的行走机构，所述车体（1）的侧壁嵌入滑动设置有两两相对的双面带凹槽齿条（4），4个所述双面带凹槽齿条（4）的外侧均活动设置有摇杆-连杆机构，两两相对的双面带凹槽齿条（4）之间均分别设置有带动车体（1）上下升降的车体升降机构，所述车体（1）内部的中间位置固定设置有用于放置货物（9）的载物台（18），所述车体（1）前方外侧固定设置有超声波传感器（2），所述车体（1）底部外侧的前面、中央和尾部分别设置有红外距离探测仪（3），所述车体（1）内部的底部固定设置有电子组件（6），所述行走机构、摇杆-连杆机构、车体升降机构、超声波传感器（2）和红外距离探测仪（3）均电性连接电子组件（6）。

2.根据权利要求1所述的一种可自主上下楼的物资运输车，其特征在于：所述行走机构包括设置于车体（1）底部且部分嵌入车体（1）底部的4个车轮（5）和设置于车体（1）底部中央的万向轮（28），所述车体（1）底部外侧靠近每个车轮（5）分别独立设置用于驱动车轮（5）移动的车轮驱动电机（25），所述车轮驱动电机（25）内嵌于车轮电机底座（24）内。

3.根据权利要求1所述的一种可自主上下楼的物资运输车，其特征在于：所述摇杆-连杆机构包括与双面带凹槽齿条（4）外侧啮合的第一齿轮（26）、转动设置于第一齿轮（26）且驱动第一齿轮（26）转动的第一小型步进电机（30）、固定设置于第一小型步进电机（30）外侧的齿轮保护盖（7）、与齿轮保护盖（7）活动连接的摇杆机构及与摇杆机构活动连接的连杆机构，所述摇杆机构包括与第一齿轮（26）连接的第一摇杆（10）和与第一摇杆（10）连接的第二摇杆（11），所述第一摇杆（10）外部转动连接第二小型步进电机（31），所述连杆机构包括与第一摇杆（10）连接的第一连杆（19）和与第一连杆（19）连接的第二连杆（20），所述第二连杆（20）的另一端连接第二摇杆（11），所述第一摇杆（10）的端部活动设置有前进小轮（27），所述前进小轮（27）内置有前进驱动电机（32）。

4.根据权利要求1所述的一种可自主上下楼的物资运输车，其特征在于：所述车体升降机构包括与相对的双面带凹槽齿条（4）内侧啮合的车体升降齿轮（21）、两端分别穿过车体升降齿轮（21）和滚动轴承（22）的齿轮连接轴（12）、固定设置于齿轮连接轴（12）中间的大齿轮（13）和与大齿轮（13）啮合连接的小齿轮（23），所述滚动轴承（22）固定设置于车体（1）侧壁内，所述车体（1）内部设置有齿轮组电机底座（16）和设置于齿轮组电机底座（16）上方且用于驱动小齿轮（23）运动的齿轮组驱动电机（17）。

5.根据权利要求1所述的一种可自主上下楼的物资运输车，其特征在于：所述车体（1）的上方设置有车盖（8）。

6.根据权利要求1所述的一种可自主上下楼的物资运输车，其特征在于：所述电子组件（6）包括固定设置于车体（1）内部下方的电路板的尼龙支柱（15）和设置于尼龙支柱（15）上的电路PCB样板（14）。

7.根据权利要求1所述的一种可自主上下楼的物资运输车，其特征在于：4个所述双面带凹槽齿条（4）的内侧中间位置分别设置有用于放置载物台（18）的多个等高度的挂钩（29）。

8.根据权利要求1所述的一种可自主上下楼的物资运输车，其特征在于：所述车体（1）内部设置有蓄电池。

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