一种步进式爬楼机械的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种步进式爬楼机械，属于爬楼运输工具【技术领域】，其包括用于固定轮椅或者载物的底座主体，所述底座主体上设置有动力装置及相互平行的第一传动轴和第二传动轴，所述动力装置驱动第一传动轴和第二传动轴同步旋转，所述第一传动轴和第二传动轴的两端向外伸出底座主体并分别固定有步进爬楼组件，且步进爬楼组件在随第一传动轴或第二传动轴转动的过程中上升至少一倍的单位台阶高度。本实用新型结构简单，成本低，既可以在平整的底面上行走，也可以在呈直线排列的楼梯或台阶上行驶；启动动力装置后可以自动运行，无需人工动作；同时，步进爬楼组件的平行四边形结构随传动轴的旋转而在U型支架内部旋转，使其运行过程平稳、快速。
【专利说明】一种步进式爬楼机械
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种辅助残障人士或者运行重物的爬楼机械，具体地说是一种步进式爬楼机械。
【背景技术】
[0002]在我们的生活中，很多高层建筑都没有设置电梯，另外很多地方包括医院、公园、学校、地铁站等公共场所也都存在台阶，这就对需要坐轮椅的残障人士或者需要搬运的重物带来了一定的困难，为此，发明创造了一种爬楼机械，用于辅助轮椅或者载物机械爬楼梯。目前，这些爬楼机械主要为履带式结构和星轮是结构，但是履带式结构的爬楼机械重量大、运动不灵活，而且履带易对楼梯造成损坏；而星轮式的爬楼机械体积较大，重心起伏较大且起伏运动不平稳，需额外安装一个控制重心的设备，成本很高。随着科技的发展，机器人样的步进式爬楼机械也逐渐进入人们的视野，但是其又存在行动缓慢、结构复杂、控制要求闻的缺点。
[0003]现发明创造一种结构简单、自动运行且速度快、成本低的步进式爬楼机械，来解决残障人士坐轮椅爬楼(或台阶)或者载物爬楼(或台阶)的问题。
【发明内容】
[0004]本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种结构简单、自动运行且速度快、成本低的步进式爬楼机械。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种步进式爬楼机械，包括用于固定轮椅或者载物的底座主体，所述底座主体上设置有动力装置，底座主体的前端和后端对应设置有相互平行的第一传动轴和第二传动轴，所述动力装置驱动第一传动轴和第二传动轴同步旋转，所述第一传动轴和第二传动轴的两端向外伸出底座主体并分别固定有步进爬楼组件，且步进爬楼组件在随第一传动轴或第二传动轴转动并一次上升至少一倍的单位台阶高度的过程为一个工作循环。
[0007]具体的，所述步进爬楼组件包括第一连杆、第二连杆、第一支腿和第二支腿，所述第一连杆和第二连杆平行设置且始终不处于同一水平面和垂直面上，所述第一支腿和第二支腿平行设置且始终处于同一垂直面上；第一支腿和第二支腿的同一侧对应铰接于第一连杆的两端，第一支腿和第二支腿的相对一侧对应铰接于第二连杆的两端，且所述第一支腿、第一连杆、第二支腿和第二连杆铰接形成平行四边形结构；
[0008]所述步进爬楼组件还包括固定架，第一连杆的中点位置铰接于固定架内部的一个侧面上，第二连杆的中点位置铰接于固定架内部的相对侧面上，且上述平行四边形结构绕固定架与第一连杆、第二连杆的铰接点自由旋转；
[0009]所述固定架固定设置在底座主体上，第一连杆靠近底座主体侧面，第二连杆相对远离底座主体侧面，第一传动轴或第二传动轴的端部向外伸出底座主体后穿过固定架与第一连杆的中间位置固定连接，该固定位置重合于固定架与第一连杆的铰接点。
[0010]具体的，所述步进爬楼组件包括第一连杆、第二连杆、第一支腿和第二支腿，所述第一连杆和第二连杆平行设置且始终不处于同一水平面和垂直面上，所述第一支腿和第二支腿平行设置且始终处于同一垂直面上；第一支腿和第二支腿的同一侧对应铰接于第一连杆的两端，第一支腿和第二支腿的相对一侧对应铰接于第二连杆的两端，且所述第一支腿、第一连杆、第二支腿和第二连杆铰接形成平行四边形结构；
[0011]所述步进爬楼组件还包括固定架，第一连杆的中点位置铰接于固定架内部的一个侧面上，第二连杆的中点位置铰接于固定架内部的相对侧面上，且上述平行四边形结构绕固定架与第一连杆、第二连杆的铰接点自由旋转；
[0012]所述固定架固定设置在底座主体上，第二连杆靠近底座主体侧面，第一连杆相对远离底座主体侧面，第一传动轴或第二传动轴的端部向外伸出底座主体后穿过固定架与第二连杆的中间位置固定连接，该固定位置重合于固定架与第二连杆的铰接点。
[0013]更具体的，所述固定架为U型支架，该U型支架的U型开口内部两侧面与第一连杆、第二连杆的中点位置对应铰接连接。
[0014]优先选择，为了减小前进过程中的摩擦力，设置于第二传动轴端部的步进爬楼组件还包括两个滚轮，所述的两个滚轮对应安装于第一支腿和第二支腿的底部；设置于第一传动轴端部的步进爬楼组件则不包括滚轮。
[0015]为了使爬楼过程更稳定，第一支腿与第二支腿之间的距离等于单位台阶的最小斜线长度，即步进爬楼组件在随第一传动轴或第二传动轴转动的过程中一次上升单位台阶高度为一个工作循环。
[0016]详细的，所述动力装置的轴端、第一传动轴和第二传动轴上分别设置有链轮，动力装置的轴端链轮与第一传动轴、第二传动轴的链轮之间分别连接有传动链，并通过传动链驱动第一传动轴和第二传动轴同步旋转。
[0017]优先选择，所述动力装置为步进电机。
[0018]本实用新型的一种步进式爬楼机械与现有技术相比所产生的有益效果是:
[0019]本实用新型结构简单，成本低，既可以在平整的底面上行走，也可以在呈直线排列的楼梯或台阶上行驶；启动动力装置后可以自动运行，无需人工动作；同时，步进爬楼组件的平行四边形结构随传动轴的旋转而在U型支架内部旋转，使本实用新型的运行过程平稳、快速。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]附图1是本实用新型尚未开始爬楼仍处于初始状态时的结构示意图；
[0021]附图2是本实用新型刚刚开始爬楼梯时的结构示意图；
[0022]附图3是本实用新型即将爬完一个单位台阶时的结构示意图；
[0023]附图4为设置于第二传动轴端部的步进爬楼组件结构放大图；
[0024]附图5为设置于第一传动轴端部的步进爬楼组件结构放大图。
[0025]1、步进电机，2、第一传动轴，3、第二传动轴，4、U型支架，5、第一连杆，6、第二连杆，7、第一支腿，8、第二支腿，9、底座主体，10、滚轮。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图1、2、3、4、5，对本实用新型的一种步进式爬楼机械作以下详细说明。
[0027]如附图1、4、5所示，本实用新型的一种步进式爬楼机械，其结构包括用于固定轮椅或者载物的底座主体9,所述底座主体9上设置有步进电机1，底座主体9的如后两端设置有相互平行的第一传动轴2和第二传动轴3，所述步进电机I的轴端设置有双排链轮，第一传动轴2和第二传动轴3上分别设置有链轮，步进电机I的双排链轮分别通过传动链驱动第一传动轴2和第二传动轴3的链轮同步旋转；
[0028]所述第一传动轴2和第二传动轴3的两端向外伸出底座主体9并分别固定有步进爬楼组件，所述步进爬楼组件包括第一连杆5、第二连杆6、第一支腿7和第二支腿8，所述第一连杆5和第二连杆6平行设置且始终不处于同一水平面和垂直面上，所述第一支腿7和第二支腿8平行设置且始终处于同一垂直面上；第一支腿7和第二支腿8的同一侧对应铰接于第一连杆5的两端，第一支腿7和第二支腿8的相对一侧对应铰接于第二连杆6的两端，且所述第一支腿7、第一连杆5、第二支腿8和第二连杆6铰接形成平行四边形结构；
[0029]所述步进爬楼组件还包括U型支架4，该U型支架4的U型开口内部两侧面与第一连杆5、第二连杆6的中点位置对应铰接连接，上述平行四边形结构绕U型支架4与第一连杆5、第二连杆6的铰接点自由旋转；
[0030]所述U型支架4固定设置在底座主体9上，第一连杆5靠近底座主体9侧面，第二连杆6相对远离底座主体9侧面，第一传动轴2或第二传动轴3的端部向外伸出底座主体9，然后穿过U型支架4贴着底座主体9的侧面与第一连杆5的中间位置固定连接，该固定位置重合于固定架与第一连杆5的铰接点；
[0031]设置于第二传动轴3端部的步进爬楼组件还包括两个滚轮10，所述的两个滚轮10对应安装于第一支腿7和第二支腿8的底部；设置于第一传动轴2端部的步进爬楼组件则不包括滚轮10 ;所述第一支腿7与第二支腿8之间的距离等于单位台阶的最小斜线长度，即步进爬楼组件在随第一传动轴2或第二传动轴3转动并一次上升单位台阶高度的过程为一个工作循环。
[0032]结合附图1、2、3，叙述本实用新型的工作过程:
[0033]在底座主体9上方固定轮椅或者装载货物，此时，第一支腿7和第二支腿8底部的滚轮10均与地面接触。启动步进电机1，步进电机I通过传动链带动第一传动轴2和第二传动轴3顺时针同步旋转，第一传动轴2和第二传动轴3带动其轴端的步进爬楼组件的平行四边形结构在U型支架4内部同步旋转，以达到带动底座主体9上升单位台阶高度的目的。
[0034]再以第一传动轴2上的一个步进爬楼组件为例叙述其工作过程:
[0035]I)前进时，第一传动轴2顺时针旋转带动第一连杆5绕其中点位置顺时针旋转，由于第一连杆5与第一支腿7、第二连杆6、第二支腿8铰接连接形成平行四边形结构，第二连杆6的中点位置铰接连接于U型支架4的内侧面上；
[0036]2)第一连杆5顺时针旋转时，第一支腿7起支撑作用，第二支腿8随第一连杆5的旋转而上升、前进、下落，同时还带动第二连杆6绕其中点位置旋转；随后，第二支腿8下落至第一支腿7的前侧并落在相邻台阶上，此时，上升了一个单位台阶高度，完成了步进爬楼组件的一个工作循环；
[0037]3)然后，第一传动轴2带动第一连杆5继续旋转，第二支腿8落在台阶上起支撑作用，第一支腿7随第一连杆5的旋转而上升、前进、下落，同时还带动第二连杆6绕其中点位置旋转，直至第一支腿7下落至第二支腿8的前侧并落在下一个台阶上，此时又上升一个单位台阶高度，完成了步进爬楼组件的一个工作循环；
[0038]4)依次循环进行步骤2)、3)即可完成爬楼过程。
[0039]需要注意的是，底座主体9前端第一传动轴2端部的步进爬楼组件始终起着导向作用，底座主体9后端设置在第二传动轴3端部的步进爬楼组件则跟随第一传动轴2端部的爬楼组件前行；在前进过程中，设置于第二传动轴3端部的步进爬楼组件底部还设置有滚轮10，而设置于第一传动轴2端部的步进爬楼组件底部不设置有滚轮10，通过适当的约束力使其运动方向确定，并适当减小了行走过程中的摩擦力，使运行过程更平稳。
[0040]本实用新型的一种步进式爬楼机械结构简单，成本低，既可以在平整的地面上行走，也可以在呈直线排列的楼梯或台阶上行驶；启动步进电机I后无需人工动作即可自动运行；同时，步进爬楼组件的平行四边形结构随传动轴的旋转而在U型支架4内部旋转，使本实用新型的运行过程平稳、快速。
[0041]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种步进式爬楼机械，包括用于固定轮椅或者载物的底座主体，其特征在于，所述底座主体上设置有动力装置，底座主体的前端和后端对应设置有相互平行的第一传动轴和第二传动轴，动力装置驱动第一传动轴和第二传动轴同步旋转，所述第一传动轴和第二传动轴的两端向外伸出底座主体并分别固定有步进爬楼组件，所述步进爬楼组件在随第一传动轴或第二传动轴转动并一次上升至少一倍的单位台阶高度的过程为一个工作循环。
2.根据权利要求1所述的一种步进式爬楼机械，其特征在于，所述步进爬楼组件包括第一连杆、第二连杆、第一支腿和第二支腿，所述第一连杆和第二连杆平行设置且始终不处于同一水平面和垂直面上，所述第一支腿和第二支腿平行设置且始终处于同一垂直面上；第一支腿和第二支腿的同一侧对应铰接于第一连杆的两端，第一支腿和第二支腿的相对一侧对应铰接于第二连杆的两端，且所述第一支腿、第一连杆、第二支腿和第二连杆铰接形成平行四边形结构； 所述步进爬楼组件还包括固定架，第一连杆的中点位置铰接于固定架内部的一个侧面上，第二连杆的中点位置铰接于固定架内部的相对侧面上，且上述平行四边形结构绕固定架与第一连杆、第二连杆的铰接点自由旋转； 所述固定架固定设置在底座主体上，第一连杆靠近底座主体侧面，第二连杆相对远离底座主体侧面，第一传动轴或第二传动轴的端部向外伸出底座主体后穿过固定架与第一连杆的中间位置固定连接，该固定位置重合于固定架与第一连杆的铰接点。
3.根据权利要求1所述的一种步进式爬楼机械，其特征在于，所述步进爬楼组件包括第一连杆、第二连杆、第一支腿和第二支腿，所述第一连杆和第二连杆平行设置且始终不处于同一水平面和垂直面上，所述第一支腿和第二支腿平行设置且始终处于同一垂直面上；第一支腿和第二支腿的同一侧对应铰接于第一连杆的两端，第一支腿和第二支腿的相对一侧对应铰接于第二连杆的两端，且所述第一支腿、第一连杆、第二支腿和第二连杆铰接形成平行四边形结构； 所述步进爬楼组件还包括固定架，第一连杆的中点位置铰接于固定架内部的一个侧面上，第二连杆的中点位置铰接于固定架内部的相对侧面上，且上述平行四边形结构绕固定架与第一连杆、第二连杆的铰接点自由旋转； 所述固定架固定设置在底座主体上，第二连杆靠近底座主体侧面，第一连杆相对远离底座主体侧面，第一传动轴或第二传动轴的端部向外伸出底座主体后穿过固定架与第二连杆的中间位置固定连接，该固定位置重合于固定架与第二连杆的铰接点。
4.根据权利要求2或3所述的一种步进式爬楼机械，其特征在于，所述固定架为U型支架，该U型支架的U型开口内部两侧面与第一连杆、第二连杆的中点位置对应铰接连接。
5.根据权利要求2或3所述的一种步进式爬楼机械，其特征在于，设置于第二传动轴端部的步进爬楼组件还包括两个滚轮，所述的两个滚轮对应安装于第一支腿和第二支腿的底部。
6.根据权利要求5所述的一种步进式爬楼机械，其特征在于，所述第一支腿与第二支腿之间的距离等于单位台阶的最小斜线长度。
7.根据权利要求1或2或3或6所述的一种步进式爬楼机械，其特征在于，所述动力装置的轴端、第一传动轴和第二传动轴上分别设置有链轮，动力装置的轴端链轮与第一传动轴、第二传动轴的链轮之间分别连接有传动链，并通过传动链驱动第一传动轴和第二传动轴同步旋转。
8.根据权利要求7所述的一种步进式爬楼机械，其特征在于，所述动力装置为步进电机。
【文档编号】B62B5/02GK204233308SQ201420568027
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】贠亚杰, 姜宏伟, 黄技, 刘超 申请人:贠亚杰