CN208278187U - 一种新型智能爬楼机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型智能爬楼机，包括：导向机构、平衡支撑机构、驱动机构、控制系统和车体，所述导向机构活动连接在车体的一侧，平衡支撑机构的上部与车体相连，驱动机构位于车体内部，驱动机构连接并驱动导向机构，控制系统连接且控制驱动机构。本实用新型利用楼梯扶手运行，智能、便携、安全性高，降低工作人员作业难度、提高作业效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型智能爬楼机，属于机电与自动化技术相结合的智能爬楼机器技术领域。
背景技术
近年来，电子商务迅猛发展，各类快递公司如雨后春笋般兴起。虽然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，但在快递行业“最后一公里”的具体到户配送过程中依然采用人力投送，有着很大的作业难度。特别是针对于没有电梯的居民楼小区，快递员都是“望楼兴叹”，同时派件效率也不高；所以急需要一种便携的智能爬楼送货机器来减轻快递员的工作负担，提高派件效率。
目前国内对载货爬楼机器的研究和制造尚属初级阶段，针对于快递行业的更是寥寥无几。整体来说，技术略显粗糙，结构较为单一，生产的爬楼车在实用和操作性等方面存在很多不足，研究还不够成熟，亦没有很满意的产品出现。因此如何设计出一种智能、便携、无需人力干预的智能上下楼的机器，是本领域技术人员亟需解决的问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种利用楼梯扶手运行、智能、便携、安全性高、满足快递行业投送需要的新型智能爬楼机。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种新型智能爬楼机，包括：导向机构、平衡支撑机构、驱动机构、控制系统和车体，所述导向机构通过螺丝活动连接在车体的一侧，平衡支撑机构的上部与车体相连，驱动机构位于车体内部，驱动机构连接并驱动导向机构，控制系统连接且控制驱动机构。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述驱动机构为一减速电机，所述减速电机的减速电机轴传动驱动至U型轮上，所述 U型轮与楼梯扶手贴合以依靠摩擦力运行。所述导向机构和平衡支撑机构分别位于U型轮两侧以形成平衡车身和重物的力矩。
所述控制系统包括主控芯片、与主控芯片连接的若干红外感应传感器、LED显示器、键盘、继电器和开关。所述主控芯片为单片机。所述红外感应传感器包括人体红外感应传感器和弯道感应传感器。键盘和弯道感应传感器均与控制芯片电连接，控制芯片结合键盘接收的楼层数字和弯道感应传感器接收的弯道个数控制爬楼机运行至输入的楼层。
所述平衡支撑机构包括第一支撑件和第二支撑件，第一支撑件一端活动连接车体，另一端与第二支撑件中部活动连接。
优选地，第一支撑件通过与其垂直的连接销连接下角度调节板，下角度调节板还与第二支撑件中部固定连接，下角度调节板上开有弧形通孔，所述连接销贯穿所述弧形通孔且能在弧形通孔内运动，联动第一支撑件绕着下角度调节板的中心旋转。
优选地，所述第一支撑件另一端通过上角度调节板与车体连接，上角度调节板与下角度调节板结构相同。
所述第一支撑件上面开通有载物箱挂孔。
更优选地，所述第二支撑件上安装有若干轮子，所述轮子撑开并拉紧同步带。所述轮子包括至少一个同步带轮，通过固定卡扣扣有至少一个塑料同步轮，同时同步带松紧调节机构上安装有至少一个塑料同步张紧轮用于调节同步带松紧程度，同步带轮、同步轮和同步张紧轮撑开并拉紧张同步带。
更优选地，所述连接销穿过所述弧形通孔且两端位于弧形通孔两侧，连接销一端垂直穿过第一支撑件的一端且配合有螺母，另一端外径大于所述弧形通孔宽度。
所述导向机构包括导向轮架和导向轮，所述导向轮通过螺丝安装在导向轮架上，所述导向轮架通过至少一个手拧螺丝连接在车体一侧。
优选地，所述手拧螺丝上、导向轮架两侧套有支撑弹簧组a和支撑弹簧组b。
所述驱动机构以锂电池为电源，传动驱动为直流电机通过蜗轮蜗杆机构减速，将转动传递到与蜗轮蜗杆机构啮合的二级减速齿轮组，再传动到与二级减速齿轮组啮合的换挡齿轮组，最后传动到作为换挡齿轮组中心轴的主轴并带动外附于主轴的充气橡胶胎的U型轮运行。设置换挡拨叉，拨动换挡拨叉切换二级减速齿轮组和换挡齿轮组的啮合齿轮，从而改变作为换挡齿轮组的中心轴的主轴的转速，进而改变外附于主轴上的U型轮的转速。蜗轮蜗杆机构为可自锁结构。
与现有技术相比，本实用新型利用楼梯扶手运行，导向机构和平衡支撑机构带有滑动结构且位于U型轮两侧，平衡了重物以及车身的力矩，使整机能平稳运行；驱动机构可调节运行速度及自锁，运行便捷且保证了运行的安全性；控制系统设有可视界面直接输入楼层，人体红外感应传感器和弯道感应传感器感应楼梯行人和弯道个数，实现运行的安全性和智能化；降低了快递工作人员的作业难度、提高了作业效率。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；
图2为本实用新型一个实施例的导向机构示意图；
图3为本实用新型一个实施例的平衡支撑机构示意图；
图4为本实用新型一个实施例的驱动机构示意图；
图5为本实用新型一个实施例的工作状态示意图。
附图标记
1、楼梯扶手，2、同步张紧轮，3、导向机构，4、红外传感器，5、锂电池，6、平衡支撑机构，7、载物箱，81、下角度调节板，82、上角度调节板，9、同步带支撑机构，10、控制系统，11、直流电机，12、同步带松紧调节机构，13、驱动机构，14、U型轮，15、换挡齿轮组，16、换挡拨叉，17、二级减速齿轮组，18、蜗轮蜗杆机构，19、导向轮架， 20、手拧螺丝，21、支撑弹簧组a，22、支撑弹簧组b，23、导向轮，24、同步带，25、同步带轮，26、第二支撑件，27、第一支撑件，28载物箱挂孔，29、固定卡扣，30、同步轮。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型提供的新型智能爬楼机作进一步详细、完整地说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
一种新型智能爬楼机，如图1所示，包括导向机构3、平衡支撑机构6、驱动机构13、控制系统10和车体；所述导向机构3活动连接在车体的一侧，平衡支撑机构6的上部与车体相连，驱动机构13位于车体内部，驱动机构13连接并驱动导向机构3，控制系统10连接且控制驱动机构13。
导向机构3如图2所示，所述导向机构3包括导向轮架19和导向轮23。导向轮架19通过三个手拧螺丝20、三组支撑弹簧组a21和三组支撑弹簧组b22活动连接在主框架盒的侧板上，橡胶导向轮23通过螺丝安装在导向轮架19上。导向轮架19同时受到两侧支撑弹簧组a21和支撑弹簧组b22的弹力作用并最终在两侧弹簧力的作用下维持平衡状态，旋转手拧螺丝20，可压紧或放松支撑弹簧组a21，从而改变了支撑弹簧组a21对导向轮架19的作用力，导致导向轮架19两侧受力不相等，导向轮架19则沿着支撑弹簧组a21的轴线方向运动至两侧受力相等后重新处于平衡状态。即通过手拧螺丝20可以调节导向机构3与侧板的距离和角度让机器具有自适应性。
平衡支撑机构6如图3和图1所示，第一支撑件27两端通过上角度调节板82和下角度调节板81分别与车体和第二支撑件26相连，且能调节第一支撑件27与车体及第二支撑件26的角度。以第一支撑件27和第二支撑件26的连接为例，第一支撑件27通过下角度调节板81与第二支撑件26相连构成一个可调角度的T型支撑框架，即所述第一支撑件27 和第二支撑件26均与下角度调节板81连接。下角度调节板81上开有弧形通孔，一连接销穿过所述弧形通孔且两端位于弧形通孔两侧，连接销一端垂直穿过第一支撑件27的一端且配合有螺母，另一端外径大于所述弧形通孔宽度，因此所述连接销能在所述弧形通孔内运动，并带动与其连接的第一支撑件27运动，且在弧形通孔内任一位置通过旋入连接销一端的螺母压紧第一支撑件27和下角度调节板81使它们固定而不发生相对运动。下角度调节板81还与第二支撑件26固定连接，因此第一支撑件27在连接销的带动下与第二支撑件26 发生相对运动，达到所需角度后通过螺母固定第一支撑件27，从而调节第一支撑件27和第二支撑件26的角度。上角度调节板82与下角度调节板81结构相同，第一支撑件27通过同样方式调节与车体的角度。
第一支撑件27上面开通有载物箱挂孔28，用于支撑货物，第二支撑件26上安装有两个铝合金同步带轮25，通过固定卡扣29扣有三个塑料同步轮30，同时同步带松紧调节机构12上安装有两个塑料同步张紧轮2用于调节同步带松紧程度，同步带轮25、同步轮30 和同步张紧轮2撑开并拉紧同步带24，如此共同构成同步带支撑机构9，用来平衡重物以及车身的力矩。
驱动机构13如图4所示，车体框架盒上安装有锂电池5，直流电机11通过蜗轮蜗杆机构18减速，将转动传递到与蜗轮蜗杆机构18啮合的二级减速齿轮组17，再传动到与二级减速齿轮组17啮合的换挡齿轮组15，最后传动到作为换挡齿轮组15中心轴的主轴并带动外附于主轴的充气橡胶胎的U型轮14运行，提供机器运行动力。通过换挡拨叉16变换到所需要的速度，拨动换挡拨叉16切换二级减速齿轮组17和换挡齿轮组15的啮合齿轮，从而改变作为换挡齿轮组15的中心轴的主轴的转速，即改变外附于主轴上的U型轮14的转速。另外，利用蜗轮蜗杆机构18的自锁可以将机器停留在任何位置而不会下滑。
所述控制系统10包括主控芯片、与主控芯片连接的若干红外感应传感器、LED显示器、键盘、继电器和开关。所述红外感应传感器包括人体红外感应传感器和弯道感应传感器。由单片机作为主控芯片，外接红外感应传感器、人体红外感应传感器、矩阵键盘、LED 显示器、继电器和开关。通过红外感应传感器对楼梯扶手弯道的感应信号处理可以精确判断出楼层，对人体红外感应传感器的信号处理可以实现对行人的避让，矩阵键盘与LED显示器用来输入和显示设定楼层，单片机通过控制继电器的状态来控制机器运行的状态。
本实用新型完成安全、快速的无人上下楼送货工作过程如下：见图5，先根据楼梯扶手1的大小形状调节导向机构3离车体框架盒的距离以及角度，再按照楼梯扶手1的坡度调节上角度调节板82和下角度调节板81使同步带24与楼梯扶手平行；对控制系统10输入设定的楼层，控制系统控制直流电机11得电；直流电机11运行带动蜗轮蜗杆18、二级减速齿轮组17、换档齿轮组15运行，将动力传输到主轴上驱动U型轮14转动，U型轮14 利用充气橡胶胎与楼梯扶手之间的摩擦载货上楼。在上下楼运行的过程中，导向机构与支撑机构构成水平方向的力矩平衡让小车平稳运行；红外感应传感器对楼梯扶手弯道个数的检测信号处理可以得到准确的楼层，达到准确定位楼层的功能；控制系统根据人体红外感应开关的信号控制机器运行状态，以避免撞到行人。
最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种新型智能爬楼机，其特征在于，包括：导向机构(3)、平衡支撑机构(6)、驱动机构(13)、控制系统(10)和车体，其中：
所述导向机构(3)活动连接在车体一侧，平衡支撑机构(6)的上部与车体相连，驱动机构(13)位于车体内部，驱动机构(13)连接并驱动导向机构(3)，控制系统(10)连接且控制驱动机构(13)。
2.根据权利要求1所述的新型智能爬楼机，其特征在于：所述驱动机构(13)为一减速电机，所述减速电机的减速电机轴传动驱动至U型轮(14)上，所述U型轮(14)与楼梯扶手贴合以依靠摩擦力运行；所述导向机构(3)和平衡支撑机构(6)分别位于U型轮(14)两侧以形成平衡力矩。
3.根据权利要求1所述的新型智能爬楼机，其特征在于：所述控制系统(10)包括主控芯片、与主控芯片连接的人体红外感应传感器和弯道感应传感器、LED显示器、键盘、继电器和开关；键盘和弯道感应传感器均与控制芯片电连接，控制芯片结合键盘接收的楼层数字和弯道感应传感器接收的弯道个数控制爬楼机运行至输入的楼层。
4.根据权利要求1所述的新型智能爬楼机，其特征在于：所述平衡支撑机构(6)包括第一支撑件(27)和第二支撑件(26)，第一支撑件(27)一端活动连接车体，另一端与第二支撑件(26)中部活动连接，第一支撑件(27)上面开通有载物箱挂孔(28)。
5.根据权利要求1或4所述的新型智能爬楼机，其特征在于：第一支撑件(27)通过与其垂直的连接销连接下角度调节板(81)，下角度调节板(81)还与第二支撑件(26)中部固定连接，下角度调节板(81)上开有弧形通孔，所述连接销贯穿所述弧形通孔且能在弧形通孔内运动，联动第一支撑件(27)绕着下角度调节板(81)的中心旋转，第一支撑件(27)另一端通过上角度调节板(82)与车体连接，上角度调节板(82)与下角度调节板(81)结构相同。
6.根据权利要求4所述的新型智能爬楼机，其特征在于：所述第二支撑件(26)上安装有若干轮子，所述轮子撑开并拉紧同步带(24)。
7.根据权利要求1所述的新型智能爬楼机，其特征在于：所述导向机构(3)包括导向轮架(19)和导向轮(23)，所述导向轮(23)通过螺丝安装在导向轮架(19)上，所述导向轮架(19)通过至少一个手拧螺丝(20)连接在车体一侧。
8.根据权利要求7所述的新型智能爬楼机，其特征在于：所述手拧螺丝(20)上、导向轮架(19)两侧套有支撑弹簧组a(21)和支撑弹簧组b(22)。
9.根据权利要求1所述的新型智能爬楼机，其特征在于：所述驱动机构(13)的直流电机(11)通过蜗轮蜗杆机构(18)减速，将转动传递到与蜗轮蜗杆机构(18)啮合的二级减速齿轮组(17)，再传动到与二级减速齿轮组(17)啮合的换挡齿轮组(15)，最后传动到作为换挡齿轮组(15)中心轴的主轴并带动外附于主轴的U型轮(14)运行，拨动换挡拨叉(16)切换二级减速齿轮组(17)和换挡齿轮组(15)的啮合齿轮，从而改变外附于主轴上的U型轮(14)的转速。
10.根据权利要求9所述的新型智能爬楼机，其特征在于：所述蜗轮蜗杆机构(18)设计为可自锁结构以确保爬楼机停在任何位置不会下滑。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20181225 Termination date: 20200122 |