智能电动爬楼车的制作方法

本发明涉及一种爬楼车，用于在楼梯上运送货物。

背景技术：

电动爬楼车的结构一般包括十字形或Y形轮架，轮架与主轴固定连接，主轴由直流电机驱动，主轴与装货的车架连接，轮架每转动规定的角度，电动爬楼车上一个台阶。对于各种规格不同的楼梯来说，为避免失步（失步的定义是轮架每转动规定的角度，相邻的臂不能与相邻的台阶接触），在使用前要根据需要楼梯台阶的尺寸调节轮架幅条的长度，这不方便使用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种智能电动爬楼车，其不需要调节轮架的臂长，也能在各种规格的楼梯上使用。

本发明的技术方案是，一种智能电动爬楼车，其包括车架、车轮2、主轴12，主轴由一直流电机14驱动，其特征是，主轴两端分别活动连接有轮架15，轮架具有三至六根辐条19，各辐条端部设有第一芯轴3，各辐条的中部设有第二芯轴5，第一芯轴上套有车轮和第一齿轮1，第一齿轮与车轮固定连接，第二芯轴上套有第二齿轮4，在主轴上固定连接有大齿轮6，第一齿轮与第二齿轮相啮合，第二齿轮与大齿轮相啮合；第一齿轮的直径小于车轮的直径，车轮的直径尺寸小于楼梯台阶的高度尺寸，轮架的中心至车轮外侧边缘的距离的尺寸略大于楼梯台阶的高度尺寸，第一齿轮的齿数小于大齿轮的齿数；在轮架的外侧设有电磁离合器，电磁离合器的主动端8与主轴固定连接，电磁离合器的从动端7与轮架固定连接，各辐条上安装有行程开关，在主轴转动过程中行程开关能与台阶接触，电磁离合器受控于一控制器，控制器包括单片机、行程开关、检测轮架转动的转角传感器，行程开关的动作状态信号送至单片机的一输入端，转角传感器的转角信号送至单片机的另一输入端，当转角信号达设定值而行程开关处于断开状态时，单片机输出分离信号使电磁离合器分离；当转角信号达设定值而行程开关处于接通状态时，单片机输出闭合信号使电磁离合器闭合，当转角信号未达设定值而行程开关处于断开状态时，单片机也输出闭合信号使电磁离合器闭合。

本发明的工作原理是，在爬楼过程中，电磁离合器先处于闭合状态时，轮架转动车轮也转动，轮架除了转动还有前移运动，当轮架转动到规定角度而行程开关未能与台阶接触时（该情况因台阶的高度或深度较大所致），控制器令电磁离合器分离，使车轮转动而轮架不转动，轮架仅有前移运动（通过轮架单纯的前移运动对台阶的高度或深度进行补偿），当行程开关接触到台阶时表示对台阶的高度或深度补偿完毕，控制器令电磁离合器再次闭合；当轮架转动到规定角度而行程开关也同时与台阶接触时（该情况表示台阶的高度或深度与轮架的尺寸相适应），控制器令电磁离合器保持闭合状态，随着轮架的转动相邻的车轮能分别搁置在相邻的台阶上，实现爬楼动作。

本发明的特点是，根据行程开关的动作和转角信号来控制电磁离合器，自动对楼梯台阶的深度或高度进行补偿，避免失步现象发生；本爬楼车对不同的尺寸楼梯都能适应，无需人工调节辐条的长度，使用方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A向视图，图2中未画出行程开关。

图3为图1右视图，图3中电磁离合器未画出，主要显示轮架的结构。

图4为控制器的电路原理方框图。

附图标志分别表示：1-第一齿轮、2-车轮、3-第一芯轴、4-第二齿轮、5-第二芯轴、6-大齿轮、7-电磁离合器从动端、8-电磁离合器主动端、9-轮架、10-侧板、11-轴套、12-主轴、13-底板、14-直流电机、15-转角传感器、16-横板、17-把手、18-行程开关、19-辐条、20-楼梯。

具体实施方式

一种智能电动爬楼车，其包括车架，车架的两侧为侧板10，侧板之间连接有横板16，主轴12通过轴套11与侧板连接，轴套两侧设有限位套，限位套与主轴固定连接，主轴两端分别活动连接有轮架9，轮架由三至五根辐条19组成，各辐条的端部设有第一芯轴3，各辐条的中部设有第二芯轴5，第一芯轴上套有车轮2和第一齿轮1，第一齿轮位于车轮内侧且与车轮固定连接，第二芯轴上套有第二齿轮4，在主轴上固定连接有大齿轮6，第一齿轮与第二齿轮相啮合，第二齿轮与大齿轮相啮合。在轮架的外侧设有电磁离合器，电磁离合器的主动端8与主轴固定连接，电磁离合器的从动端7与轮架固定连接；电磁离合器通电时其从动端与主动端闭合，电磁离合器断电时其从动端与主动端分离。

根据楼梯设计规范的规定，楼梯台阶的深度不应小于0.26m，台阶高度不应大于0.175m，为此，第一齿轮的直径小于车轮的直径，车轮的直径尺寸小于楼梯台阶的高度尺寸，轮架的中心至车轮外侧边缘的距离的尺寸略大于楼梯台阶的高度尺寸，第一齿轮的齿数小于大齿轮的齿数。这样在上楼时，当轮架转动时至少有一个车轮能在台阶平面上滚动前进，并且当轮架转动到一定角度时，相邻的车轮能搁置在相邻的台阶上。

当辐条的条数为四时，轮架的中心至车轮外侧边缘的距离的尺寸选为0.176m，车轮的直径为0.07m轮架的中心至车轮外侧边缘的距离的尺寸是指轮架的中心至第一芯轴中心的距离再加上车轮的半径，第一齿轮的齿数与大齿轮的齿数之比为10:23。这样当轮架转动90度时，车轮在台阶平面能有约0.13m左右的移动范围，某一车轮的落点在台阶平面时，靠前车轮的落点在上级台阶的平面上。

当辐条的条数为三时，通过选择轮架的中心至车轮外侧边缘的距离的尺寸、车轮的直径以及第一齿轮的齿数与大齿轮的齿数之比，使轮架转动120度时，车轮在台阶平面也有一移动范围，这样在上楼时某一车轮的落点在台阶平面时，靠前车轮的落点在上级台阶的平面上。

当辐条的条数为六时，通过选择轮架的中心至车轮外侧边缘的距离的尺寸、车轮的直径以及第一齿轮的齿数与大齿轮的齿数之比，使轮架转动60度时，车轮在台阶平面也有一移动范围，这样在上楼时某一车轮的落点在台阶平面时，靠前车轮的落点在上级台阶的平面上。

主轴由直流电机14驱动，直流电机安装在底板13上，底板的两端与侧板的底端固定连接，在底板上安装有为直流电机和电磁离合器提供电源的蓄电池。

电磁离合器受控于一控制器，控制器包括：单片机、多个行程开关18、转角传感器，行程开关分别安装在各辐条的中部，行程开关的压杆以一定角度向轮架中心延伸，主轴转动过程中行程开关的压杆能与台阶接触，与台阶接触时行程开关的常开触点接通，行程开关的压杆与台阶无接触时常开触点断开，转角传感器15安装在底板上，转角传感器为霍尔型或光电型，将主轴的转动角度转换为脉冲信号；

各行程开关的常开触点并联，其一并联点与电池的正极连接，其另一并联点通过发射器与电池的负极连接，当任一行程开关接通时，发射器发射出电磁波型的信号，接受器接受发射器的信号，放大器对接受的信号进行放大并送至单片机的一输入端，转角传感器将主轴的转角信号送至单片机的另一输入端，单片机的输出端通过功率放大器与电磁离合器连接；单片机中设有程序，该程序为循环运行，其步骤为：

A、令电磁离合器闭合；

B、对脉冲信号进行计数，当脉冲数等于设定值时，判断行程开关状态，如行程开关未接通，令电磁离合器分离，如行程开关接通，重新对脉冲信号进行计数并转至A步骤。

发射器、电池安装在轮架上，这样可无线传输行程开关的信号；电磁离合器的线圈的引线装置为电刷、导电环结构，行程开关的引线装置也可采用电刷、导电环结构，这样可将发射器、接受器和放大器省去。

上楼梯时，拉住车架的把手17使车架向斜上方倾斜，接通直流电机电源，控制器使电磁离合器吸合，直流电机带动主轴旋转，轮架在楼梯20上翻滚，车轮在楼梯的台阶平面上转动，当轮架转动90度（辐条数为4）时，相邻的车轮分别搁置在相邻的台阶上，实现爬楼动作。由于智能电动爬楼车具有台阶的高度或深度的自动补偿功能，在爬楼过程中不会失步。

智能电动爬楼车在平地上行走时，断开电磁离合器电源即可。