CN85200798U - 爬楼车 - Google Patents

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Abstract

爬楼车,属机械的人力推行的运输工具,爬楼车利用杠杆原理,把双杠杆叠加在一起,解决了重物提升的少用力的题。因此爬楼车解决了负重上楼作业消耗体力大,劳动强度高的困难。具有结构简单省力气的特点。凡能在负重情况下,推动此车,便可以将此车推上楼去。轻型爬楼车,便可载重一百公斤的重物、液体或是病人上楼、上台阶、过门坎、上床、且不外溢。

Description

爬楼车,属机械的人力推行的运输工具。
现行的爬楼车,在车架下横轴两端,各有垂直于轴的三个等长的、相间120度的臂,其臂端有可以转动的车轮。当车架上放置重物时,由人拉着把,车身由于受到向前向上的拉力,三个车轮各自支在不同的阶梯上,使车身沿楼梯向上行驶。
此车的缺点是用力大,不能解决较重的物体上楼的困难。
本发明是利用杠杆原理,把双杠杆叠加在一起,用较小的力,便可以升高重物并把重物运送上楼。在国外报导中,只见过有关电动爬楼车的介绍,经他人及本人检索和查阅专利文献:B66F,没有我所发明的爬楼车;还可以见证于1985年1月18日天津日报“查阅专利文献,开阔视野,喜结硕果”一文。
本发明的目的,是要解决载重物上楼时,劳动强度高、消耗体力大的问题。
本发明的结构是:从车把向前看,车身架呈U型;在车身架两边上部的四角,有四个通孔〔D〕;通孔〔D〕的下端装有制动卡〔17,21,20〕;在孔〔D〕内装有带轮支杆〔1,2,3,4〕;车把〔8〕通过可装卸螺丝〔19〕和固定螺丝〔18〕与车身架〔5,6,7〕连在一起。带轮支杆〔1,2,3,4〕可以在孔〔D〕内上下移动,不能转动。带轮支杆〔1,2,3,4〕上有很多等距离的槽、孔或是不高于带轮支杆柱面的齿牙。当车身上升时,带轮支杆〔1,2,3,4〕可借自重下落,脚轮〔10〕触地,车身架上呈闭态的制动卡〔17〕(图3)便卡带轮支杆〔1,2,3,4〕在某一位置上,不让带轮支杆相对车身上升。制动卡是由车身架上孔〔D〕外壁连结的轴〔20〕、制动卡〔17〕和制动卡勾〔21〕构成,在轴〔20〕上,有一个细小弹簧,能使制动卡〔17〕处在经常关闭的状态。爬楼车有一个大致呈水平位置的方形车把,其上安有两个制动卡的开关(未画出),能控制带轮支杆〔1,3〕的称远开关;能控制带轮支杆〔2,4〕的称近开关。开关有两种状态:自由状态(即不控制状态、打开、开态),是允许带轮支杆能上下移动;控制状态(即控制态、关闭、闭态)是允许带轮支杆只能下降,不能上移。车把上还有两个轮柄〔23、24、25〕:轮柄转动能拉动带轮支杆〔1,3〕的称远轮柄;轮柄转动能拉动带轮支杆〔2,4〕称近轮柄。轮柄有两种状态:一种是自由状态,转动轮柄可以使带轮支杆〔1,2,3,4〕升起或下降,或是带轮支杆借自重下降能拉着轮柄转动;一种是控制状态,轮柄转动到某一角度,可以控制带轮支杆在某一位置不动。车把上还安有两个单向器的开关:能控制带轮支杆〔1,3〕下面的〔14,16〕称远单开关;能控制带轮支杆〔2,4〕下面的〔14,16〕称近单开关。带轮支杆的下端,有可调的限制脚轮单方向转动、防止倒车的单向器。单向器是一个杆〔14〕,杆的下端是一个弧形的面,和脚轮〔10〕的外园面相触,并指向爬楼车向前运动的前    下方,杆的上端通过轴〔9〕连结一个能转动、不能移动套在带轮支杆外面的圆环〔13〕上。单向器有两种状态:一种是控制状态(即控制态,关闭,闭态)〔图2〕,只许脚轮〔10〕单向转动,不能反转;一种是不控制状态(即打开,开态),脚轮〔10〕可以自由转动,不受单向器的控制。重物放在车身架的对边中点处的两孔〔11〕所悬吊的载物架上,如果重物是液体,为了能防溢,可以把重物放置在孔〔11〕所连结的负重横杆的中点所悬吊的载物架上。负重横杆可以在受力时按力的方向转动,也可以不转动,但需在此负重横杆中点处,装有可转动的轴承或圆环,使载物架吊在轴承或是圆环上。载物架依所要运载的重物要求,有不同的形状。现以方形平板为例,从方形平板的四角,各取等长的四条软绳,按对边分成两组、分别悬吊在两孔〔11〕上,如果是吊运液体,为了防溢,可以将吊载液体的软绳或是钢丝,集中一点,吊在负重横杆的中点的轴承或是圆环上。
爬楼车的使用:爬楼车的载物架上放有重物,载物架悬吊在车身架的两孔〔11〕上;此时重物离地最近,即带轮支杆〔1,2,3,4〕相对车身向下伸长量为零,四个脚轮〔10〕触地;车把〔8〕大致呈水平位置;车把〔8〕上的远、近单开关呈关闭态;远、近开关呈关闭态;远、近轮柄呈自由状态。爬楼车需要上台阶或进门坎时,你可以先下压车把〔8〕,由于带轮支杆〔2,4〕受压(相当杠杆原理中的支点),带轮支杆〔1,3〕由于车身架的部分抬起向下伸长,当〔1,3〕伸长量长出了〔2,4〕的一定量时,抬起车把〔8〕,这时〔1,3〕受压(相当杠杆原理中的支点),同样由于车身架的部分抬起,使〔2,4〕向下伸长,当车把〔8〕抬高于水平时,〔2,4〕的伸长量也就大于〔1,3〕的伸长量;再往下按压车把〔8〕,又是〔2,4〕为支点、〔1,3〕向下伸长;再抬起车把,又是〔1,3〕为支点,〔2,4〕向下伸长;如此往复下去,车身一点点升高,带轮支杆一点点向下伸长,当这个伸长量或是车身的升高量,高过台阶或门坎时,重物也一定高过了台阶或门坎。此时打开远开关,转动呈自由状态的远轮柄,使〔1,3〕伸长量为零(即最初位置),并使远轮柄转入控制状态,使远开关转入控制状态,推车前进,此时〔1,3〕的脚轮〔10〕已在台阶或门坎上方,再使远轮柄由控制状态转入自由状态,于是〔1,3〕的〔10〕落在台阶上或门坎里,再打开近开关,转动呈自由状态的近轮柄,使〔2,4〕上升至伸缩量为零,使近轮柄转入控制状态,使近开关转入开态,推车前进,再使近轮柄由控制态转入自由状态,于是〔2,4〕的〔10〕落在台阶上或进入门坎里。此时爬楼车由原来位置已上了一层台阶或进了门坎。如果再上台阶,又可以上下按压,抬起车把,使带轮支杆的伸长量高于台阶,重复前面动作,拉起〔1,3〕,推车前进,再放下〔1,3〕,再拉起〔2,4〕,推车前进,再放下〔2,4〕。于是又上了一层台阶,直到爬完楼梯为止。爬楼车下楼时要使用远、近单开关,因为打开单开关脚轮才能向后转。其他步骤似上楼动作,但操作相反。操作过程是:两轮柄呈自由状态,开关、单开关都呈闭态,爬楼车在楼道平地上,将车把〔8〕指向下楼方向,人和爬楼车都是倒着下楼。先使远单开关由闭态转为开态,拉车使〔2,4〕的〔10〕停在欲下台阶的上方,将远单开关关闭,由于近轮柄是自由状态,所以〔2,4〕的〔10〕落在台阶上,此时两个前脚轮〔10〕在平地上,两个后脚轮〔10〕在下一台阶上。略压一下车把,使两近脚轮受力,使近单开关转入开态,拉车向后移动(指人的后方),当〔1,3〕的脚轮〔10〕也移到台阶上方时,由于远轮柄是自由状态,所以两远脚轮也落在台阶上,此时爬楼车下了一层台阶,四个带轮支杆〔1,2,3,4〕都伸长了一个台阶的高度。继续下楼有两种方法:一个是由于带轮支杆还有足够的伸长量,即还有一个台阶或几个台阶的高度,这时可以重复前面所说的,使带轮支杆继续伸长;另一个办法是,考虑到重心高低的问题,特别是负载很重时下楼,重心越低,稳度越大,所以下完一台阶后,应降低重物高度,使重心下降。这时的操作是,略抬起一点车把〔8〕,两个远脚轮受压(相当于支点),把近开关打开,慢慢下放车把,关闭近开关,使两近制动卡落在带轮支杆〔2,4〕的某一较低位置,此时两近脚轮〔10〕是力的支点,使得车把不能继续下放,而变成下压车把〔8〕,打开远开关,扶车把〔8〕慢慢抬起,当车把〔8〕高于水平位置后,关闭远开关,两远制动卡又卡在带轮支杆〔1,3〕某一位置上,力的支点又移到两远脚轮上,此时车把〔8〕由放手扶着到用力抬起,打开近开关,放下车把,使近制动卡又卡在〔2,4〕某一更低位置上,力的支点又移到两近脚轮上。这样一点一点的把重物降下来,再下一台阶,再降低重物高度,一阶一阶,一次一次,直到把重物运下楼为止。爬楼车在楼梯台阶上朝下楼方向平移时,必须使用单向器开关,及时控制住平移量。制动卡的远、近开关和单向器的远、近单开关,是通过软线与制动卡勾〔21〕,单向器杆勾〔16〕相连结,当打开开关、单开关时,是把制动卡〔17〕,单向器杆〔14〕抬起来,使带轮支杆和脚轮不受其控制,只要拉动软线约1厘米的距离,就足够使其不受控制了,所以开关、单开关可以用现行自行车线闸结构;或是自行车变速开关的换档结构。开关的位置放在车把的两侧,靠近手扶的横把,如图1箭头所示的位置,以使用操做比较方便为合适。制动卡、单向器与开关之间用软线连结时,中间应通过一个小滑轮。制动卡应有一个细小弹簧,使制动卡〔17〕在常态时处于关闭状态。单向器杆〔14〕,常态时应能借自重总是关闭状态。轮柄是一个可以在轮外圆处缠绕软绳的圆轮,自由状态时,可以自由转动,控制状态时,可以使轮柄往里一推,借助于摩擦力使轮柄不能转动;也可以在轮柄的侧面安一个固定的圆盘,在盘的圆周较大处有许多相同半径的孔,当轮柄转到某一位置要求不动时,可以就近插入某一孔内。为使带轮支杆〔1,2,3,4〕的不能转动,是在其轴线方向的外圆面上,加工出一定深度的沟槽。在车身架孔〔D〕内,固定一个键,使带轮支杆的沟槽沿固定键上下滑动,达到带轮支杆不能转动的目的。拆去螺丝〔19〕,车把〔8〕能以固定螺丝〔18〕为轴转动。当爬楼车不使用时,将车把转到与车身成一顺,放置起来节省地方。
本爬楼车的优点是:利用杠杆原理,解决了负重上楼消耗体力大、劳动强度高的困难;一般人能在平地上推动载重的爬楼车走,便可以将此车(例如载有病人、酸碱液体、钢铁砂石材料)推上楼或过门坎;还具有结构简单、操作方便的特点;不使用爬楼车,可以将车把〔8〕叠起来,节省占地面积。
图面说明:
图1为爬楼车示意图。带轮支杆〔1,2,3,4〕下面带有脚轮〔10〕和单向器〔13,14,16〕与U型车身架〔5,6,7〕上方孔〔D〕相连结,并可受孔〔D〕下端的制动卡〔17,20,21〕的控制,车把〔8〕通过可装卸螺丝〔19〕和固定螺丝〔19〕与车身架相连结。
图2为单向器的关闭。与带轮支杆〔1,2,3,4〕结为一体的固定环〔12〕和套在带轮支杆〔1,2,3,4〕上可转动环〔13〕相触,可转动环〔13〕通过螺钉固定在一定位置。单向器杆〔14〕上端通过轴〔9〕与可转动环〔13〕相连,下端与脚轮〔10〕相触。单向器杆勾〔16〕用软线与单开关〔27〕相连结。螺钉〔15〕用软绳通过滑轮与轮柄体〔24〕的轮柄绕线处〔22〕相连结。
图3为制动卡关闭。制动卡轴〔20〕两端固定在车身架〔5,7〕的孔〔D〕外面,中间连结制动卡〔17〕可以转动,常态时和带轮支杆〔1,2,3,4〕相触。制动卡勾〔21〕通过软线与开关相连结。
图4为轮柄自由态。轮柄把〔23〕通过螺钉固定在轮柄体〔24〕上,轮柄轴〔25〕固定在车把〔8〕上,轮柄体〔24〕套在轮柄轴〔25〕外端(呈自由状态)。
爬楼车设计例:
1.一般楼梯台阶宽为300毫米
2.取车架宽AB=150~180毫米
3.车把长BC=1000毫米
4.负载重物W=100公斤
5.脚轮与地面和轴承的摩擦系数μ=0.35
6.脚轮直径φ=4吋
7.爬楼车自重P=40公斤
8.爬楼车身长AA′=600毫米
推车力F应为重物W和车重P之和乘以摩擦系数μ,即
F=(W+P)×μ=140×0.35=49公斤
下压车把时,力点为C,支点为B,设下压力为F1,依杠杆原理,力乘力臂等于重乘重臂,得
1/2 AB×(W+P)=BC×F1取AB=180毫米
下压力F1= (90×140)/1000 =12.6公斤
抬起车把时,力点为C,支点为A,设抬起力为F2
F2= (90×140)/1180 =10.7公斤
按上面计算结果,推车力是49公斤,下压、抬起车把力是约13公斤,未包括车把〔8〕在力臂中的作用,由上面计算数据可以知道,车把还可以短一些,或是车身架再宽一些。

Claims (9)

1、一种由车把(8)、车身架(5、6、7)和脚轮(10)构成的爬楼车,其特征是方形车身架(5、6、7)的四角有四个通孔(D),孔(D)外装有制动卡(17、20、21),孔(D)内装有带轮支杆(1,2,3,4),带轮支杆(1,2,3,4)的下端装有脚轮(10)和单向器(9,13,14,16)。
2、依照权利要求1所说的方形车身架的四个孔〔D〕,其特征是四个孔的下部都有制动卡〔17〕制动卡轴〔20〕和制动卡勾〔21〕组成的制动卡。
3、依照权利要求1所说的带轮支杆〔1,2,3,4〕其特征是带轮支杆〔1,2,3,4〕表面上有很多不高于柱面的齿牙。
4、依照权利要求1所说的带轮支杆〔1,2,3,4〕其特征是带轮支杆〔1,2,3,4〕面上有一条轴线方向的槽。
5、依照权利要求1所说的带轮支杆下部的单向器,其特征是由单向器杆〔14〕,单向器轴〔9〕,可转动环〔13〕和单向器杆勾〔16〕组或的单向器。
6、依照权利要求1所说的车把〔8〕,其特征是车把〔8〕安有两个单开关,开关和两个轮柄〔23,24,25〕。
7、依照权利要求1所说的车把〔8〕,其特征是车把〔8〕通过可装卸螺丝〔19〕和固定螺丝〔18〕与车身架相连结。
8、依照权利要求1所说的车把〔8〕,其特征是车把〔8〕拆卸下螺丝〔19〕,车把〔8〕能以固定螺丝〔18〕为轴转动。
9、依照权利要求1所说的车身架〔5,6,7〕,其特征是车身架〔5,6,7〕的两侧上方有两个孔〔11〕。
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