CN205113366U - 多功能载物助力车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能载物助力车，包括矩形车架、装卸模块、短距离运输模块和爬楼机，其中装卸模块、短距离运输模块和爬楼机均固定在矩形车架上，装卸模块包括底板、竖直升降货物装置，底板固定在矩形车架的下部水平架的上方，竖直升降货物装置主要由电机、蜗轮蜗杆机构、丝杆和载物货叉组成，其中电机固定于矩形车架底部，电机输出轴与蜗轮蜗杆机构中的蜗杆固定连接，丝杆通过螺栓竖直固定于矩形车架的上部水平架、下部水平架之间，载物货叉沿矩形车架的竖直架上下滑动；短距离运输模块包括固定在矩形车架底部的大车轮、小车轮。小型轻便、功能多样，有利于降低操作人员的作业难度。

Description

多功能载物助力车

技术领域

本实用新型属于爬楼助力机械领域，尤其涉及一种多功能载物助力车。

背景技术

近年来，快递行业在大批量快递货品的运输和分拣过程中已经较大程度的实现了机械化，但是在行业横向和纵向上都体现出整体的不平衡性，部分企业还处于粗放式经营向集约式经营发展的过渡阶段，行业内不乏信息化的先进技术，但行业整体技术水平不平衡、人拉肩扛的原始生产状态在一些企业随处可见。特别是在最后环节具体到户的配送过程中，大件货品的搬运成为快递工人的工作难点。现有货物运输助力装置大型笨重、功能单一，不利于提高快递业服务质量、降低快递工人作业难度。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的问题，提供一种多功能载物助力车，小型轻便、功能多样，有利于降低操作人员的作业难度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多功能载物助力车，包括矩形车架、装卸模块、短距离运输模块和爬楼机，其中装卸模块、短距离运输模块和爬楼机均固定在矩形车架上，装卸模块包括底板、竖直升降货物装置，底板固定在矩形车架的下部水平架的上方，竖直升降货物装置主要由电机、蜗轮蜗杆机构、丝杆和载物货叉组成，其中电机固定于矩形车架底部，电机输出轴与蜗轮蜗杆机构中的蜗杆固定连接，丝杆通过螺栓竖直固定于矩形车架的上部水平架、下部水平架之间，载物货叉沿矩形车架的竖直架上下滑动，可实现货物从多功能载物助力车上下降到地面，多功能载物助力车将货物从地面升降到多功能载物助力车；短距离运输模块包括固定在矩形车架底部的大车轮、小车轮，可以水平推拉小车，也可以使小车倾斜后只使大轮子着地运输货物，这样可以提高运输速度且抵抗地面的波动性；爬楼机由齿轮五连杆复合式机构运动组成，电机带动齿轮五连杆复合式机构运动。

按上述技术方案，底板通过螺栓与矩形车架连接。

按上述技术方案，短距离运输模块还包括2个传感器、舵机和棘轮棘爪结构，2个传感器分别固定在大车轮的前端和正下方，舵机固定在矩形车架上，棘轮棘爪结构包括棘轮、棘爪，棘爪与舵机输出轴固定连接，棘轮与大车轮固定连接。棘轮棘爪结构在上楼过程中起防滑防撞的作用。

按上述技术方案，蜗轮蜗杆机构具有自锁功能，其中的蜗杆与丝杆相对固定。

按上述技术方案，丝杆通过螺栓、丝杆螺母竖直固定于矩形车架的上部水平架、下部水平架之间。

按上述技术方案，电机为无刷直流电机。

按上述技术方案，齿轮五连杆复合式机构包括五连杆电机、2套五连杆机构、4套行星轮系和定轴轮系，2套五连杆机构分别位于齿轮五连杆复合式机构的两侧；4套行星轮系分布于齿轮五连杆复合式机构的两侧，每侧2套；五连杆电机输出轴通过齿轮啮合带动上、下2个传动轴进行同步转动，通过与传动轴相连的五连杆机构带动行星轮系的行星轮绕中心轮转动。定轴轮系包括2个大齿轮、2个传动轴，2个大齿轮分别设置在小齿轮的上方、下方，2个大齿轮分别与小齿轮啮合，每个大齿轮的中心固定连接1个传动轴，每个传动轴的两侧分别连接有一套行星轮系。每套五连杆机构包括2个曲柄、2个短连杆、1个长连杆，2个短连杆与长连杆之间通过短铰链连接，曲柄和短连杆通过长铰链连接。五连杆机构中长连杆的运动为行星轮和与之固定的短连杆的自身转动与曲柄转动的合运动，该合运动为椭圆形轨迹。

按上述技术方案，五连杆电机的输出轴水平设置，五连杆电机的输出轴上固定有小齿轮，小齿轮与五连杆电机的输出轴构成齿轮轴。

按上述技术方案，五连杆电机为差速电机。

按上述技术方案，底板与矩形车架通过螺栓连接，无刷直流电机通过螺栓固定于车架底部。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型多功能载物助力车将装卸、短距离运输、爬楼等多种功能集为一体，实现了一机多用。装卸模块在装卸货物的同时能实现自身的装卸，提高了多功能载物助力车整车的便携性；爬楼机采用创新型齿轮五连杆复合式机构，齿轮五连杆复合式机构中长连杆(即装置撑脚)的运动为行星轮和与之固定的短连杆的自身转动与曲柄转动的合运动，该运动轨迹为椭圆，相对于现有技术(圆形轨迹)运行更为平稳，波动较小，能有效减少货物损坏的可能性；运动过程中速度和加速度均以正弦规律变化，无突变，对台阶冲击较小；五连杆机构中长连杆始终与地面保持垂直，使承载货物在运输过程中不易摇摆，提高了搬运人员工作的舒适性；装卸模块蜗轮蜗杆的自锁功能能有效防止货叉滑落，大车轮上的传感器及棘轮棘爪结构在多功能载物助力车爬楼过程中起到防滑防撞的作用，提高了搬运货物的安全性。本发明在无电梯的楼房中搬运空调等重量较大的家电，搬运桶装水以及大米等生活用品等方面均具有很好的效益。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型实施例多功能载物助力车的整体示意图；

图2为本实用新型实施例中装卸模块和短距离运输模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中爬楼机的整体示意图；

图4为本实用新型实施例中的定轴轮系示意图；

图5为本实用新型实施例中的行星轮系示意图；

图6为本实用新型实施例中的五连杆机构示意图；

图7为本实用新型实施例的运动轨迹证明图；

图8为本实用新型实施例的爬楼过程轨迹示意图一；

图9为本实用新型实施例的爬楼过程轨迹示意图二；

图10为本实用新型实施例的爬楼过程轨迹示意图三；

图11为本实用新型实施例的爬楼过程轨迹示意图四；

图12为本实用新型实施例的爬楼过程轨迹示意图五。

其中：1—矩形机架、2—齿轮五连杆复合式机构、3—载物货叉、4—底板、5—丝杆、6—电机、7—蜗杆、8—蜗轮、9—传感器、10—棘轮棘爪机构、11—舵机、12—大车轮、13—行星轮系、14—五连杆机构、15—定轴轮系、16—传动轴一、17—传动轴二、18—五连杆电机、19—大齿轮一、20—大齿轮二、21—齿轮轴、22—行星轮、23—惰轮、25—曲柄、26—短连杆、27—长连杆。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例中，提供一种多功能载物助力车，如图1、图2所示，包括矩形车架1、装卸模块、短距离运输模块和爬楼机，其中装卸模块、短距离运输模块和爬楼机均固定在矩形车架上，装卸模块包括底板、竖直升降货物装置，底板4固定在矩形车架的下部水平架的上方，竖直升降货物装置主要由电机6、蜗轮蜗杆机构、丝杆5和载物货叉3组成，其中电机固定于矩形车架底部，电机输出轴与蜗轮蜗杆机构中的蜗杆固定连接，丝杆通过螺栓竖直固定于矩形车架的上部水平架、下部水平架之间，载物货叉沿矩形车架的竖直架上下滑动，可实现货物从多功能载物助力车上下降到地面，多功能载物助力车将货物从地面升降到多功能载物助力车；短距离运输模块包括固定在矩形车架底部的大车轮12、小车轮，可以水平推拉小车，也可以使小车倾斜后只使大轮子着地运输货物，这样可以提高运输速度且抵抗地面的波动性；爬楼机由齿轮五连杆复合式机构运动组成，电机带动齿轮五连杆复合式机构运动2。

进一步地，底板通过螺栓与矩形车架连接。

本实用新型实施例中，进一步地，短距离运输模块还包括2个传感器9、舵机11和棘轮棘爪结构10，2个传感器分别固定在大车轮的前端和正下方，舵机固定在矩形车架上，棘轮棘爪结构包括棘轮、棘爪，棘爪与舵机输出轴固定连接，棘轮与大车轮固定连接。棘轮棘爪结构在上楼过程中起防滑防撞的作用。

进一步地，蜗轮蜗杆机构具有自锁功能，其中的蜗杆7与丝杆5相对固定。还包括蜗轮8。

进一步地，丝杆通过螺栓、丝杆螺母竖直固定于矩形车架的上部水平架、下部水平架之间。

本实用新型实施例中，进一步地，电机为无刷直流电机。

本实用新型实施例中，进一步地，如图3-图6所示，齿轮五连杆复合式机构包括五连杆电机、2套五连杆机构、4套行星轮系13和定轴轮系15，2套五连杆机构14分别位于齿轮五连杆复合式机构的两侧；4套行星轮系分布于齿轮五连杆复合式机构的两侧，每侧2套；五连杆电机输出轴通过齿轮啮合带动上、下2个传动轴进行同步转动，通过与传动轴相连的五连杆机构带动行星轮系的行星轮绕中心轮转动。定轴轮系包括2个大齿轮、2个传动轴，2个大齿轮分别设置在小齿轮的上方、下方，2个大齿轮分别与小齿轮啮合，每个大齿轮的中心固定连接1个传动轴，每个传动轴的两侧分别连接有一套行星轮系。每套五连杆机构包括2个曲柄、2个短连杆26、1个长连杆27，2个短连杆与长连杆之间通过短铰链连接，曲柄和短连杆通过长铰链连接。五连杆机构中长连杆的运动为行星轮和与之固定的短连杆的自身转动与曲柄转动的合运动，该合运动为椭圆形轨迹。

进一步地，五连杆电机的输出轴水平设置，五连杆电机的输出轴上固定有小齿轮，小齿轮与五连杆电机的输出轴构成齿轮轴21。五连杆电机18通过齿轮轴与定轴轮系相连接；定轴轮系通过传动轴与行星轮系相连接；行星轮系通过与五连杆机构共用一个曲柄(行星架)相连接。定轴轮系中大齿轮通过平键与传动轴相连接；齿轮轴通过轴端的齿轮与大齿轮一19、大齿轮二20分别啮合传动。行星轮系中传动轴轴端连接轴端挡圈弹簧垫圈和螺栓；传动轴一通过短平键和曲柄(行星架)连接；惰轮23、长套筒和曲柄25通过铰链连接；行星轮22、长平键、长套筒、曲柄(行星架)通过铰链连接；中心轮与惰轮啮合传动；惰轮与行星轮啮合传动。

本实用新型多功能载物助力车爬楼机工作时有两套传动机构，五连杆电机驱动齿轮轴，齿轮轴轴端的小齿轮通过齿轮啮合驱动大齿轮一、大齿轮二；通过大齿轮一、大齿轮二驱动传动轴一16、传动轴二17；传动轴驱动行星轮系；再由行星轮系驱动五连杆机构。本实用新型多功能载物助力车爬楼机的原理如下：参见图7，曲柄长2a，短连杆长a，传动比均为1:2，以曲柄与短连杆、短连杆在同一水平线上时建立直角坐标系，当曲柄运动角度为任意角度,短连杆相对曲柄转动，且短连杆与曲柄转动方向相反。

长连杆最上端点的横坐标(X_C1，Y_C1)，

X_C1＝2acosθ+acosθ＝3acosθ(1-1)

Y_C1＝2asinθ-asinθ＝asinθ(1-2)

将坐标值代入椭圆标准公式得

$\frac{X^2}{{\left(3a\right)}^2}+\frac{Y^2}{{\left(a\right)}^2}={\cos }^2\mathrm{\θ}+{\sin }^2\mathrm{\θ}=1---\left(1-3\right)$

即证明该点轨迹为长半轴为短半轴为a的椭圆，由于长连杆上各点运动轨迹相同，则长连杆末端(撑地点)轨迹为椭圆。爬楼时，机架与长连杆相对运动，运动轨迹同为椭圆,行星轮系、长连杆输出一个轨迹为椭圆的曲线运动。因此此机构可以用于爬楼机的爬升机构。

如图8-图12所示，图中为简化示意图，齿轮五连杆复合式机构爬楼的上楼过程:爬楼过程轨迹示意图一-爬楼过程轨迹示意图二-爬楼过程轨迹示意图三-爬楼过程轨迹示意图四-爬楼过程轨迹示意图五-爬楼过程轨迹示意图一。相应的下楼过程为：爬楼过程轨迹示意图一-爬楼过程轨迹示意图五-爬楼过程轨迹示意图四-爬楼过程轨迹示意图三-爬楼过程轨迹示意图二-爬楼过程轨迹示意图一,轨迹与上楼一致。相对于普通连杆机构，齿轮五连杆复合式机构的爬楼轨迹更加平缓，路径更短，对楼梯的冲击更小。

进一步地，本实用新型实施例中五连杆电机为差速电机。

本实用新型实施例中，进一步地，底板与矩形车架通过螺栓连接，无刷直流电机通过螺栓固定于车架底部。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能载物助力车，其特征在于，包括矩形车架、装卸模块、短距离运输模块和爬楼机，其中装卸模块、短距离运输模块和爬楼机均固定在矩形车架上，装卸模块包括底板、竖直升降货物装置，底板固定在矩形车架的下部水平架的上方，竖直升降货物装置主要由电机、蜗轮蜗杆机构、丝杆和载物货叉组成，其中电机固定于矩形车架底部，电机输出轴与蜗轮蜗杆机构中的蜗杆固定连接，丝杆通过螺栓竖直固定于矩形车架的上部水平架、下部水平架之间，载物货叉沿矩形车架的竖直架上下滑动；短距离运输模块包括固定在矩形车架底部的大车轮、小车轮；爬楼机由齿轮五连杆复合式机构运动组成，电机带动齿轮五连杆复合式机构运动。

2.根据权利要求1所述的多功能载物助力车，其特征在于，底板通过螺栓与矩形车架连接。

3.根据权利要求1或2所述的多功能载物助力车，其特征在于，短距离运输模块还包括2个传感器、舵机和棘轮棘爪结构，2个传感器分别固定在大车轮的前端和正下方，舵机固定在矩形车架上，棘轮棘爪结构包括棘轮、棘爪，棘爪与舵机输出轴固定连接，棘轮与大车轮固定连接。

4.根据权利要求1或2所述的多功能载物助力车，其特征在于，蜗轮蜗杆机构具有自锁功能，其中的蜗杆与丝杆相对固定。

5.根据权利要求1或2所述的多功能载物助力车，其特征在于，丝杆通过螺栓、丝杆螺母竖直固定于矩形车架的上部水平架、下部水平架之间。

6.根据权利要求1或2所述的多功能载物助力车，其特征在于，电机为无刷直流电机。

7.根据权利要求1或2所述的多功能载物助力车，其特征在于，齿轮五连杆复合式机构包括五连杆电机、2套五连杆机构、4套行星轮系和定轴轮系，2套五连杆机构分别位于齿轮五连杆复合式机构的两侧；4套行星轮系分布于齿轮五连杆复合式机构的两侧，每侧2套；五连杆电机输出轴通过齿轮啮合带动上、下2个传动轴进行同步转动，通过与传动轴相连的五连杆机构带动行星轮系的行星轮绕中心轮转动；定轴轮系包括2个大齿轮、2个传动轴，2个大齿轮分别设置在小齿轮的上方、下方，2个大齿轮分别与小齿轮啮合，每个大齿轮的中心固定连接1个传动轴，每个传动轴的两侧分别连接有一套行星轮系；每套五连杆机构包括2个曲柄、2个短连杆、1个长连杆，2个短连杆与长连杆之间通过短铰链连接，曲柄和短连杆通过长铰链连接。

8.根据权利要求7所述的多功能载物助力车，其特征在于，五连杆电机的输出轴水平设置，五连杆电机的输出轴上固定有小齿轮，小齿轮与五连杆电机的输出轴构成齿轮轴。

9.根据权利要求8所述的多功能载物助力车，其特征在于，五连杆电机为差速电机。

10.根据权利要求6所述的多功能载物助力车，其特征在于，底板与矩形车架通过螺栓连接，无刷直流电机通过螺栓固定于车架底部。