供2人乘用的爬楼机的制作方法

本实用新型涉及带有克服障碍装置的爬梯用的技术领域，具体涉及一种有轮子和机械支腿的爬楼设备。

背景技术：

楼梯是楼房必不可少的建筑部分，在无电梯楼房中更是人们必経的活动路径，对相当多一部份人来说这步步台阶成了出门时的“悬崖”回家时的“峭壁”，极大地限制了某些年老体弱者和某些残障人士的活动自由。

中国专利2018年1月16日公告CN 107582263.A的专利文献公开了“一种新型爬楼残疾人用车”，本实用新型认同该发明专利所指出的此前各种爬楼轮椅之背景技术所存在的诸多不足，也赞赏该专利文献提出的可贵改进和发明创新，本实用新型以该发明专利作为最接近的现有技术进行对比之背景技术。

CN 107582263.A着重说明“发明致力于轮椅的平稳性考虑”目的解决“轮椅爬楼梯平稳性和安全性不足的问题”。

本实用新型経认真学习，有2个认识：一方面认为该发明专利目的性明确，采用仿人体上台阶的过程对轮椅进行设计的设计思想对路，抓住了通过升降和前后移动相组合的运动方式的本质；另一方面该“说明书”公开的其解决问题所采用的技术方案，其中包括：1.“多个电动推杆的配合使用完成上楼梯所需的上下移动支撑形式”；2.前后移动采用絲杆螺母运动副使椅子框架和支架框相对移动的技术方案；诚然这2个技术方案的组合是完成了该发明专利的任务，但不等于是优选的无瑕疵方案，问题如下：

首先，电动推杆在连接的固定上存有2个问题，第1固定方法用焊接工艺不好，不利于电动推杆装配生产和拆修维护，第2固定部位所取结节奌不好，仅在电动推杆頂盖端上焊接固定，形成“悬臂”式单端固定，当推杆全部推出时，形成长达1米的力臂，加上电动推杆的钢性以及内部必然存在的间隙等问题，特别是在结构上需要保障稳定性的另一端毫无约束自由度的条件限制，这种开放式的设计还是在负载标的为200KG的要求下使用，其安全性存有疑问。

其次，三对电动推杆运行时每对配对工作的电动推杆相互间未有如反馈控制等措施的说明，对应该保持其运动同步性的认识不足，当积累偏差逐步增大后会造成的后果需要设想。

再其次，从爬楼的速度看，我们顺着说明书所述“运动过程”拆解分析，以完成4个台阶为一个重复周期推祘需时约5分钟，同时约需20次运动组合来完成，这是我们自说自话假设电动推杆和丝杆螺母运动副以毎秒12毫米的速度来推祘的，如若提高1倍那么轮椅在某个静止状态瞬间突变去启动上升或下降或平移这会不会使“震荡”加剧，尽管如此5分钟爬8个台阶也不祘快。

最后，现有技术的技术方案还存在“行程复位”这种“空等待”的节拍。

技术实现要素：

本实用新型借鉴CN 107582263.A的研究及启发并识别上述现有技术的瑕疵，目的提出：1. 减小升降行程，2.消除非直接效用的空动作，3.结构窂固合理，4.运输能力增加，如此的一种可供 2人乘用的爬楼设备。

以下所述技术方案是解决上述目的的办法，其技术解决方案包括：桥鞍悬架、前桥轮凳、后桥轮凳、微机控制箱组合构建而成。

桥鞍悬架包括：行星减速电机、电机固定板、电机小齿轮、大齿轮、正反牙双头螺杆轴、开式齿轮箱、上层正牙活灵螺母、上层螺母支承座、连杆上横档、下层反牙活灵螺母、下层螺母支承座、连杆下横档、上层连杆、长销心轴、下层连杆、测速传感器。

前桥轮凳包括：直流减速升降电机、测速传感器、蜗轮减速箱、升降主轴、轴承和小档板组合、两侧立面板、三角铁上横档、凳面板、升降齿轮、带齿条1#升降支腿、电机固定板、带自锁双驱动直流电机、测速传感器、主驱动轮、踏脚板连横档、升降支腿外套1#轨导、带齿条2#升降支腿、连接板和长轮轴、被动轮、升降支腿外套2#轨导、防护罩、扶手、测距传感器、微机控制箱。

后桥轮凳包括：直流减速升降电机、测速传感器、蜗轮减速箱、升降主轴、轴承和小档板组合、两侧立面板、三角铁上横档、凳面板、升降齿轮、带齿条3#升降支腿、三角铁下横档、万向轮、升降支腿外套3#轨导、带齿条4#升降支腿、升降支腿外套4#轨导、带自锁螺旋齿轮箱、行星减速电机、后驱动轮、长轮轴和联轴节、防护罩、扶手、测距传感器、踏脚板、蓄电池。

微机控制箱包括：微机主板、驱动器模块、测速传感模块、角位移传感模块、测距传感模块、无线遥控模块、遥控器。

有益效果：第一、从结构精简上看，本设备的终端执行构件为8根支腿及其下端分别连接的主驱动轮、被动轮、万向轮、后驱动轮各2只，集合了升降和移位两种执行功能为一体；特别说明，前后桥轮凳各自的两套独立升降装置由双电机同歩驱动系统联动及柔性控制，所以前后两个轮凳的2根升降主轴即2个蜗轮减速箱的输出轴在正转、停止、反转三种状态的转换中保证同歩运转，紧固在2根升降主轴两端的4个升降齿轮及与之啮合的带齿条的8根支腿及轮子机械地即时同步运作升或降，随后驱动轮按顺序控制要求跟进作移位运动，可見功能集合、結构简化；第二、从结构窂靠上看，8根支腿被置于8根外套轨导内并与4个升降齿轮啮合，外套轨导足够長并向上延伸作為扶手的联结根部，毎根轨导有5颗螺钉紧固于凳侧两立面板上，立面板选用聚丙烯15毫米以上厚板材，外套轨导紧固其上互为依靠和加強；支腿被包容于外套轨导内最短伸出長度为230毫米，伸出外套外最长长度包括轮子为330毫米，如此保证设备处于四平八稳；第三、从动作精简上看，8根支腿及轮分布成4对，奇数对和偶数对同时动作、方向相反、行程相加，正所谓升即是降、降即是升同时作了一个轮迴，沒有“空行程”；接着两套驱动轮交替工作只需进行一个方向的移动、停止、移动、停止、沒有“复位”，由此极大程度地精简了动作次数；第四、从动作行程上看，设计的毎根支腿的工作行程只仅略大于半个台阶的高度为100毫米，升降齿轮设为1.5模数27齿每转22齿，即可使齿条直线移动100毫米，依前所讲，相邻齿条即支腿“行程相加”就可超高一个台阶，随后驱动轮跟着移位即可上位于一个台阶从而大大减少工作时间，本设备保守地设计越阶速度为每分钟8个台阶；第五、从体积和运力上看，牺牲占空间的靠背，改变原来人们所习惯的传统的轮椅型像，折腾变化为二个凳子供2人相背而坐由此増加了运输能力；也由此使设备小巧紧凑便于收纳，在楼梯平台上转向半径可控制于700毫米左右；综上所述本实用新型与现有技术相比有益效果是明显的。

附图说明

本实用新型共有附图13幅

图1是本实用新型平地行驶例主视图

图2是本实用新型爬楼实施例主视图

图3是沿图1中A---A线的剖视图

图4是沿图1中B---B线的剖视图

图5是沿图1中C---C线的剖视图

图6是本实用新型桥鞍悬架主视图

图7是沿图6中D---D线的旋转剖视图

图8是图6的部分零件示意图

图9是本实用新型升降齿轮相关零件示意图

图10是本实用新型爬楼实施例过程图10a、图10b示意图

图11是本实用新型爬楼实施例过程图11a、图11b示意图

图12是本实用新型爬楼实施例过程图12a、图12b示意图

图13是本实用新型爬楼实施例过程图13a、图13b示意图

附图标记：桥鞍悬架100、前桥轮凳200、后桥轮凳300、微机控制400；行星减速电机101、电机固定板102、电机小齿轮103、大齿轮104、正反牙双头螺杆轴105、开式齿轮箱106、上层正牙活灵螺母107、上层螺母支承座108、连杆上横档109、下层反牙活灵螺母110、下层螺母支承座111、连杆下横档112、上层连杆113、长销心轴114、下层连杆115、角位移传感器116；直流减速电机201、测速传感器202、蜗轮减速箱203、升降主轴204、轴承和小档板组合205、两侧立面板206、三角铁上横档207、凳面板208、升降齿轮209、带齿条1#升降支腿210、电机固定板211、带自锁双驱动直流电机212、测速传感器213、主驱动轮214、踏脚板连横档215、升降支腿外套1#轨导216、带齿条2# 升降支腿217、被动轮218、连接板和长轮轴219、升降支腿外套2#轨导220、防护罩221、扶手222、测距传感器223；直流减速电机301、测速传感器302、蜗轮减速箱303、升降主轴304、轴承和小档板组合305、两侧立面板306、三角铁上横档307、凳面板308、升降齿轮309、带齿条3#升降支腿310、三角铁下横档311、万向轮312、升降支腿外套3# 轨导313、带齿条4#升降支腿314、升降支腿外套4#轨导315、带自锁螺旋齿轮箱316、行星减速电机317、后驱动轮318、长轮轴和联轴节319、防护罩320、扶手321、测距传感器322、踏脚板323、蓄电池324；微机主板401、驱动器模块402、测速传感模块 403、角位移传感模块404、测距传感模块405、无线遥控模块406、遥控器407。

具体实施方式

对照附图1、图2、图6、图7、图8、所示，本实用新型由桥鞍悬架100的构件——上层连杆113、下层连杆115的两端轴孔串入4根长销心轴114，一端与前桥轮凳200的构件——两侧立面板206铰链式连接，另一端与后桥轮凳300的构件——两侧立面板306铰链式连接组成整机。

桥鞍悬架100包括：行星减速电机101、电机固定板102、电机小齿轮103、大齿轮104、正反牙双头螺杆轴105、开式齿轮箱106、上层正牙活灵螺母107、上层螺母支承座108、连杆上横档109、下层反牙活灵螺母110、下层螺母支承座111、连杆下横档112、上层连杆113、长销心轴114、下层连杆115、角位移传感器116。

桥鞍悬架100分体实施方式：桥鞍悬架100是根据平行四边形原理构建的立体活动框架，內部配置正反牙双头螺杆轴105两头连接正牙和反牙活灵螺母107和110构成一套运动副，连接上下两层连杆113和115各一端上的连杆上横档109连杆下横档112，成为可变的对角线来调节立体框架的角度并可靠地始终保持自锁状态，参见附图6、附图7、附图8。

前桥轮凳200包括：直流减速升降电机201、测速传感器202、蜗轮减速箱203、升降主轴204、轴承和小档板组合205、两侧立面板206、三角铁上横档207、凳面板.208、升降齿轮209、带齿条1#升降支腿210、电机固定板211、带自锁双驱动直流电机212、测速传感器213、主驱动轮214、踏脚板连横档215、升降支腿外套1#轨导216、带齿条2#升降支腿 217、被动轮218、连接板和長轮轴219、升降支腿外套2#轨导220、防护罩221、扶手222、测距传感器223。

前桥轮凳200分体实施方式：前桥轮凳200有独立的升降装置和平地行驶双驱动轮子及一对被动轮，参见附图1、附图3、附图5；直流减速升降电机201的轴颈直接与蜗杆输入轴端内孔连接并紧固，力矩输出由升降主轴204两端轴颈紧固的升降齿轮209分别传递给两侧各自啮合的4根带齿条支腿210、217见图9，根据齿轮外啮合时旋转方向相反的原理，平行分布在升降齿轮209两側相啮合的齿条产生两个对应相反的直线运动，每根齿条即支腿的行程只需略高于半个台阶，每副齿条一上一下合起来的总距离即可一步到位越过一个台阶；带齿条1#升降支腿210下端装配带自锁双驱动直流电机212及主驱动轮214，当214下伸支承着地，312同时在支承着地状态；此时支腿2#、4#收缩悬空对欲越台阶作上位准备，随后主驱动轮214跟进驱动移位至再后一个台阶侧面受测距传感器223感应反馈而停止。

后桥轮凳300包括：直流减速升降电机301、测速传感器302、蜗轮减速箱303、升降主轴304、轴承和小档板组合305、两侧立面板306、三角铁上横档307、凳面板308、升降齿轮309、带齿条3#升降支腿310、三角铁下横档311、万向轮312、升降支腿外套3#轨导 313、带齿条4#升降支腿314、升降支腿外套4#轨导315、带自锁螺旋齿轮箱316、行星减速电机317、后驱动轮318、长轮轴和联轴节319、防护罩320、扶手321、测距传感器322、踏脚板323、蓄电池324。

后桥轮凳300分体实施方式：由于同前桥轮凳200结构上大同小异，区别在于2处：第一、水平移动只是单电机驱动即由行星减速电机317通过带自锁螺旋齿轮箱316固定于带齿条4#升降支腿314下端，齿轮箱316出轴一端固定驱动轮318，出轴另一端由联轴节连接长轮轴 319也紧固另一驱动轮，318永远和被动轮218配对工作；第二、带齿条3#升降支腿310下端连接三角铁下横档311，311下面连接万向轮312，312永远和带自锁双驱动直流电机212上固置的主驱动轮214配对工作；参见附图1、附图2、附图4、附图5。

整体实施方式：

平地行驶例：见附图1，前桥轮凳200铰式连接桥鞍悬架100一端，桥鞍悬架100另一端亦铰式连接后桥轮凳300；主驱动轮214和万向轮312配对，4轮附着地面，被动轮218和后驱动轮318配对4轮悬空地面适当距离；手持遥控器随意操作直行或转向。

上下楼梯例：见附图2、附图10、附图11、附图12、附图13，分别为爬楼过程中分步状况用简略线条描绘的示意图；设：视图左边为前，右边为后，4对支腿及轮从左到右顺序号1#、2#、3#、4#。

地坪面起步：第一歩参见附图10中图10a上第1台阶，奇数对的支腿及轮在支承位，偶数对的支腿及轮收缩悬空，4#支腿及轮高于第1台阶，1#支腿及轮214驱动前移，3#支腿及轮312 接近第1台阶侧面受测距感应停止，4#支腿及轮318巳上位于第1台阶；第二步参见附图10中图10b奇数对的支腿及轮收缩悬空同时桥鞍悬架100随之调节角度趋向35度，偶数对的支腿及轮支承于地坪面和第1台阶，4#支腿及轮318驱动前移接近第2台阶侧面受测距感应停止；第三步参见附图11中图11a，奇数对的支腿及轮在支承位，偶数对的支腿及轮收缩悬空分别高于第1台阶和第2台阶，1#支腿及轮214驱动前移，3#支腿及轮312接近第2台阶侧面受测距感应停止，4#支腿及轮318巳上位于第2台阶；第四步参见附图11中图11b奇数对的支腿及轮收缩悬空同时偶数对的支腿及轮分别支承于第1台价和第2台阶，4#支腿及轮318驱动前移接近第3台阶侧面受测距感应停止。

重复循环第三步、第四步直至楼梯每层中间平台。

接近平台：分步状况见附图12，第一步参见附图12中图12a偶数对的支腿及轮分别悬空于倒数第1台阶和平台面，奇数对的支腿及轮支承于倒数第2和第1台阶，1#支腿及轮214驱动前移到3#支腿及轮312接近平台侧面受测距感应停止；第二歩参见附图12中图12b奇数对的支腿及轮收缩悬空同时偶数对的支腿及轮分别支承于倒数第1台阶和平台面，4#支腿及轮318 驱动前移到2#支腿及轮218接近平台侧面受测距感应停止。

上平台面：分步状况见图13，第一步参见附图13中图13a奇数对的支腿及轮分别支承在倒数第1台阶和平台面，偶数对的支腿及轮收缩悬空，同时桥鞍悬架下调角度趋向零度，1#支腿及轮214驱动前移到接近平台侧面受测距感应停止；第二步参见附图13中图13b奇数对的支腿及轮收缩悬空，偶数对的支腿及轮支承于平台面，4#支腿及轮318驱动前移到爬楼机全部进入平台；第三步奇数对的支腿及轮下伸支承接触平台面，偶数对的支腿及轮收缩悬空参见附图1， 1#支腿及轮214驱动进行转向操作；重复[0042]——[0045]过程，更上一层楼。

如若下楼反向视之。

可能存在的问题：防止出现翘翘板情况，一.加长桥鞍悬架100一个台阶长度使爬楼机长度増加，缺奌是前后轮凳高低落差也将增高一个台阶；二.优选的是两位乘用人的重心靠拢控制于设备中间；三.在注意保持平衡的同时对楼梯的扶手应充分利用，提高安全使用意识。