专利名称：可上下阶梯的搬运装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种搬运装置，尤其是一种应用齿轮机构且可根据阶梯自动执行上阶梯或下阶梯动作的搬运装置，并可在平地上行走。
以现有搬运轮椅的装置为例，由于对于行动不便的人，为了能于日常生活中行动方便，需以轮椅作代步工具，而一般的轮椅只能在平坦的地面上顺利移动，而无法适应非平坦的地面，因此，有关辅助轮椅上下阶梯的搬运装置成为目前业者待研究的课题。现有的辅助轮椅上下阶梯的搬运装置，是采用一组外装于轮椅的电动装置，遇到阶梯时，以链条带动两组偏心轮子实现上阶梯或下阶梯，另设有一两组轮子与链条组成的安全装置以防止跌落的发生，其缺点在于该装置无法自行根据障碍物驱动该电动装置，而需由操作者控制驱动电动装置；另外，现有的搬运装置是采用特殊的轮子设计来实现上阶梯或下阶梯，并完全仰赖人力驱动该搬运装置，因此，无法搬运过重的承载物；而现有采用电力驱动的搬运装置，均未考虑到下阶梯时，若电力供给装置出现故障或电力缺乏时的应变措施，故会造成承载物的损害。
由上可知，现有的搬运装置尚存在装置无法自动判断是否遇到障碍物而进行上阶梯或下阶梯、动力产生问题时的应变对策及承载较重的物品等问题。
本发明的另一目的，在于实现当电力装置产生问题时，可借由人力输入而使该搬运装置安全下降到平地。
本发明的又一目的，在于提出一种构造简单且组装便利，及可承载各类物品作上阶梯、下阶梯或平坦地面行走的搬运装置。
为实现上述的目的，使本发明的可上下阶梯的搬运装置其上方可承载搬运物达到上阶梯、下阶梯及平地行走的效果，其包括一机架、设于该机架下方预设位置的一传动机构及一驱动机构；而该传动机构包括一太阳齿轮组、一行星齿轮组、一驱动轮、一第二齿轮组及一行星架，另设有一驱动机构。当搬运装置上阶梯时，驱动机构驱动该驱动轮，此时轮子因受到阶梯的阻力，视为固定杆，而力量经由传动机构由行星架的连接板输出，以产生跨越阶梯的动作，并完成上阶梯；当搬运装置下阶梯时，驱动机构驱动该驱动轮，此时传动机构自行选择较省力的杆件作输出，而力量经由传动机构由轮子与行星架其中较省力的一者或两者同时输出，以实现下阶梯的动作；而当下阶梯的过程中，驱动机构发生故障，此时，可由手把施以一推力，使该搬运装置得以利用其本身的重力，下降至安全的平地；而当搬运装置在平地行走时，驱动机构驱动该驱动轮，此时行星架不动，而力量经由传动机构由轮子输出，以完成在平地行走。
图2为本发明搬运装置的分解图。
图3为本发明搬运装置的传动机构示意图。
图4-1、图4-2、图4-3、图4-4及图4-5为本发明搬运装置上阶梯状态的示意图。
图5-1、图5-2、图5-3、图5-4及图5-5为本发明搬运装置下阶梯状态的示意图。
图6为本发明搬运装置与轮椅用定位结构组合后的示意图。
图7为本发明搬运装置与轮椅组合后的示意图。
而该传动机构20，参见图3所示本发明搬运装置的传动机构示意图，其包括一太阳齿轮组21、一行星齿轮组22、一驱动轮23、一第二齿轮组24及一行星架25，该太阳齿轮组21，包括太阳齿轮轴211、设于其外缘的一太阳齿轮212及一对第一齿轮(213A、213B)，该太阳齿轮轴211绕该机架10旋转；该行星齿轮组22，设置于太阳齿轮212的外围，且该行星齿轮组22的多个行星齿轮啮合于该太阳齿轮212，本实施例中采用三个行星齿轮(221A、221B、221C)；该驱动轮23为一环齿轮且绕太阳齿轮轴211作旋转，并与该行星齿轮(221A、221B、221C)相啮合；该第二齿轮组24，于该每一第一齿轮(213A、213B)的外围设有二第二齿轮(241A、242A、241B、242B)，本实施例中，该第一齿轮213A的外围设有二第二齿轮(241A、242A)及该第一齿轮213B的外围设有二第二齿轮(241B、242B)，且每一第二齿轮(241A、242A、241B、242B)与其相对应的第一齿轮(213A、213B)相啮合，本实施例中，该一第二齿轮(241A、242A)与其相对应的第一齿轮213A相啮合，及该一第二齿轮(241B、242B)与其相对应的第一齿轮213B相啮合；另外，每一第二齿轮(241A、242A、241B、242B)带动一轮子(243A、244A、243B、244B)作转动，本实施例中，第二齿轮241A带动轮子243A、第二齿轮242A带动轮子244A、第二齿轮241B带动243B及第二齿轮242B带动轮子244B作转动；该行星架25，枢设于该太阳齿轮轴211，并带动该行星齿轮(221A、221B、221C)、第二齿轮(241A、242A、241B、242A)的轴心以太阳齿轮轴211为圆心旋转；借由上述的组成并以一驱动机构30驱动该驱动轮23，使该搬运装置得以沿阶梯上行或下行，以及在平地行走。而该驱动机构30可包括一固设于机架的马达31、一链条32及一第一链轮33，及固设于该驱动轮23外缘的一第二链轮34，借由该马达31带动第一链轮33，同时第一链轮33带动链条32，使链条32带动第二链轮34，而使驱动轮23转动。
参见图2所示本实施例的制作与组装过程，该搬运装置的行星架25包括一壳体251及二对连接板252，该壳体251的外缘依行星齿轮(221A、221B、221C)的数目开设有窗口253，该窗口253提供行星齿轮(221A、221B、221C)置入并可与太阳齿轮212相啮合；而该第二齿轮(241A、242A、241B、242B)借由一单向轴承245固设于该轮子(243A、244A、243B、244B)的轴上，使第二齿轮(241A、242A、241B、242B)可带动该轮子(243A、244A、243B、244B)，而采用单向轴承245可使该第二齿轮(241A、242A、241B、242B)仅能单向与该轮子(243A、244A、243B、244B)相啮合，使搬运装置的转向较容易，也可达到防止搬运装置逆转而发生危险；而于该机架10的底部设有二孔径大于行星架25的壳体251外径的二定位孔12，再参见图3所示，该行星架25的壳体251穿入该定位孔12，并设一轴承254于该壳体251与定位孔12间，使该行星架25的壳体251可在该定位孔12内转动。
本发明的传动机构20，为一组二个自由度的行星齿轮机构，由三组齿轮对(驱动轮23与行星齿轮组22、行星齿轮组22与太阳齿轮212、第一齿轮213A与第二齿轮241A)及6个杆件(机架10、太阳齿轮组21、行星架25、驱动轮23、行星齿轮组22、第二齿轮组24)所组成；由于该传动机构20为二个自由度的行星齿轮机构，因此，需外加二个限制，方能使该传动机构20完全控制该传动机构20的运动，而于本实施例中，采用一驱动机构30驱动该驱动轮23作为第一个外加限制，而另一个外加限制则可依该传动机构20实际在地面上行走的情况而自动增加一外加限制，以实现完全控制该传动机构20的运动。
以下配合附图
来说明运动状态，当搬运装置上阶梯时，参见图4-1、图4-2、图4-3、图4-4、图4-5所示，启动驱动机构30驱动该驱动轮23为第一个外加限制，此时轮子(243A、243B)因受到阶梯的阻力，视为固定杆，而为第二个外加限制，而力量由驱动轮23经由行星齿轮(221A、221B、221C)、太阳齿轮212以及太阳齿轮轴211，最后由行星架25输出，以产生跨越阶梯的动作，并完成上阶梯。
当搬运装置下阶梯时，参见图5-1、图5-2、图5-3、图5-4、图5-5所示，启动驱动机构30驱动该驱动轮23为第一个外加限制，此时轮子(243A、243B、244A、244B)与行星架25皆未受到阶梯的阻力，所以传动机构20会自行选择第二外加限制以达到能以较省力的杆件作输出，而力量由驱动轮23经由行星齿轮(221A、221B、221C)、太阳齿轮212以及太阳齿轮轴211，最后由轮子(243A、243B、244A、244B)与行星架25其中较省力的一者或两者同时输出，以实现下阶梯的动作。而当下阶梯的过程中，驱动机构30发生故障，此时，可由手把(11A、11B)施以一推力，使该搬运装置得以利用其本身的重力，下降至安全的平地。
而当搬运装置在平地行走时，启动驱动机构30驱动该驱动轮23为第一个外加限制，此时行星架25不动，可视为固定杆，而为第二个外加限制，而力量由驱动轮23经由行星齿轮(221A、221B、221C)、太阳齿轮212、第一齿轮(213A、213B)以及第二齿轮(241A、241B、242A、242B)，最后由轮子(243A、243B、244A、243B)输出，以完成在平地行走。
而该搬运装置可于该机架10上可承载搬运物，并依搬运物的形状设有一固定搬运物的定位结构40，以轮椅50为搬运物为例，参见图6及图7所示，为本发明搬运装置与轮椅用定位结构组合后的示意图及本发明搬运装置与轮椅组合后的示意图，该定位结构40，由二组支撑架(41A、41B)所组成，当该搬运装置由轮椅50后方推入，该二组支撑架(41A、41B)会分别扣于轮椅50的轮子51及上支架52上，而承载于搬运装置上，当搬运装置进行平地行走、上阶梯或下阶梯动作时，同时会使轮椅50完成平地行走、上阶梯或下阶梯动作。由上可达到轮椅50能平地行走、上阶梯或下阶梯的效果。
权利要求
1.一种可上下阶梯的搬运装置，包括一机架(10)及一传动机构(20)，其特征在于该机架(10)上方设有一对手把(10A、10B)；以及该传动机构(20)设于该机架(10)下方预设位置，且包括一太阳齿轮组(21)、一行星齿轮组(22)、一驱动轮(23)、一第二齿轮组(24)及一行星架(25)，该太阳齿轮组(21)，包括太阳齿轮轴(211)、设于其外缘的一太阳齿轮(212)及一对第一齿轮(213A、213B)，该太阳齿轮轴(211)绕该机架(10)旋转，该行星齿轮组(22)设置于太阳齿轮(212)的外围，且该行星齿轮组(22)的多个行星齿轮(221A、221B、221C)啮合于该太阳齿轮(212)，该驱动轮(23)为一环齿轮且绕太阳齿轮轴(211)作旋转，并与该行星齿轮(221A、221B、221C)相啮合，该第二齿轮组(24)，于该每一第一齿轮(213A)的外围设有二第二齿轮(241A、242A)，且该第二齿轮(241A、242A)与其相对应的第一齿轮(213A)相啮合，另每一第二齿轮(241A)带动一轮子(243A)作转动，该行星架(25)，枢设于该太阳齿轮轴(211)，并带动该行星齿轮(221A、221B、221C)、第二齿轮(241A、242A、241B、242B)的轴心以太阳齿轮轴(211)为圆心旋转；借由一驱动机构(30)驱动该驱动轮(23)，使该搬运装置得以沿阶梯上行或下行，以及在平地行走。
2.根据权利要求1所述的可上下阶梯的搬运装置，其中，该驱动装置(30)可包括一固设于机架(10)的马达(31)、一链条(32)、一第一链轮(33)，以及一设于该驱动轮(23)外缘的第二链轮(34)，借由该马达(31)带动第一链轮(33)，该第一链轮(33)带动链条(32)，使链条(32)带动第二链轮(34)，而使驱动轮(23)转动。
3.根据权利要求1所述的可上下阶梯的搬运装置，其中，该行星架(25)包括一壳体(251)及二对连接板(252)，该壳体(251)的外缘依行星齿轮(221A、221B、221C)的数目开设有窗口(253)，该窗口(253)提供行星齿轮(221A、221B、221C)置入并可与太阳齿轮(212)相啮合。
4.根据权利要求1所述的可上下阶梯的搬运装置，其中，该机架(10)的底部设有二孔径大于行星架(25)的壳体(251)外径的二定位孔(12)，而该行星架(25)的壳体(251)穿入该定位孔(12)，并设一轴承(254)于该壳体(251)与定位孔(12)间，使该行星架(25)的壳体(251)可于该定位孔(12)内转动。
5.根据权利要求1所述的可上下阶梯的搬运装置，其中，该第二齿轮(241A、242A、241B、242B)借由一单向轴承(245)固设于该轮子(243A、244A、243B、244B)的轴上，使搬运装置的转向较容易。
6.根据权利要求1所述的可上下阶梯的搬运装置，其中，该机架(10)上可承载搬运物，并依搬运物的形状设有一定位结构(40)。
7.根据权利要求1所述的可上下阶梯的搬运装置，其中，该传动机构(20)为一组二个自由度的行星齿轮机构。
全文摘要
一种可上下阶梯的搬运装置，其上方可承载各种物品，该装置包括机架、设于该机架下方的两个自由度的行星齿轮传动机构及驱动机构。当搬运装置在地面上行走时，借由驱动机构驱动传动机构的驱动轮并自动根据地面情况决定该搬运装置的输出，当上阶梯时，轮子因受到阶梯的阻力而不动，使力量经由传动机构由行星架输出，以产生跨越阶梯的动作，当下阶梯时，驱动机构驱动该驱动轮，此时传动机构自行选择较省力的杆件作输出，以实现下阶梯的动作，而在平地行走时，驱动机构驱动该驱动轮，此时行星架不动，而力量经由传动机构由轮子输出，以完成平地行走。
文档编号B62B3/00GK1431119SQ0210155
公开日2003年7月23日 申请日期2002年1月9日 优先权日2002年1月9日
发明者翟嘉骏, 庄普安, 颜鸿森 申请人:汉翔航空工业股份有限公司