一种可调速的楼梯运输装置及方法与流程

本发明涉及一种运输设备领域，具体涉及一种可在楼梯间的运输装置，且运输速度可根据货物的重量自动调整。

背景技术：

目前，许多低层建筑都未配备电梯或其他载人载货设施，使得重物的搬运显得非常麻烦，不但耗费体力且缺乏效率，如楼道间建材的运输、家具搬运与垃圾桶回收清理等日常生活工作受阻，无法满足人们的生活需求。

针对楼梯间货物运输装置，当前已有的装置中大多采用三星轮、链条、履带等结构，无法同时满足灵活性与承重性的需求，且结构复杂，操作繁琐。中国专利申请号为CN201420768154.0的文献提出了一种平地和上下楼两用搬运车，利用雪橇板与车轮两种运载机构实现其分别在楼梯上与平地间的载物运输，但该运载机构未考虑到货物在楼梯上运输时，楼梯的倾斜角度可能引起承重板上的货物翻转与压力集中对运输的影响，使得载货搬运车在楼梯上运输时很难维持平稳。又如中国专利申请号为CN201410735447.3的文献中提出了一种楼梯运输装置，该运输装置利用挂钩将载物篮挂在楼梯扶手上进行滑动运输，但载物篮与滑块固接，载物篮无摆动自由度，在扶手的倾斜段与水平段时无法时刻保证篮底部的水平，货物运输稳定性不能得到保证；此外，该运输装置通过拉动牵引杆来运送重物，在上下楼时不能很好地控制载物篮的滑动速度，需耗费大量人力时刻施加拉力，否则易引发安全事故。中国专利申请号为CN200910193773.5的文献中提出了一种挂装式楼梯运输装置，通过在楼梯栏杆上安装上下导轨将挂篮挂在导轨上运送货物，通过电机与齿轮齿条结构进行货物运送，可有效地控制运送速度，但该运输装置对楼梯间的改动太大，需安装齿条导轨或滑轮绳，既影响了楼梯扶手原有作用又提升了应用成本，还采用了电机与控制器等部件进行控制，增加了装置的复杂性与重量。

技术实现要素：

本发明的目的是为解决上述现有技术存在的问题，提出一种可调速的楼梯运输装置及该运输装置的运输方法，能保持货物在楼梯扶手上连续运输并保持货物水平，能将货物的重力转换为制动力控制运输装置的移动速度，在楼梯扶手的倾斜段与水平段都能时刻保证货物稳定运输。

本发明一种可调速的楼梯运输装置实现的技术方案为：由载物筐与滑块组成，滑块能上下滑动地卡在楼梯扶手上，滑块包含拼接成U形块的左滑块与右滑块，U形块的U形开口朝向下方，U形开口内侧壁上设有能压在楼梯扶手上滚动的三组万向滚珠对，左滑块上部固定连接闸把座；所述U形块的后方设有钳形闸、闸把和钢丝绳，钳形闸中心交叉处连接U形块，钳形闸11下部的两端上各装有一块闸片，闸把座的后端连接闸把前端，闸把后端是捏手，钢丝绳后端固接捏手、前端分开牵引至钳形闸上部的两端；所述U形块的前方设有单边闸，单边闸为开口朝下的U形杆，单边闸的左端连接弧形闸片、右端连接上垫片、中部通过转把螺杆连接左滑块，转动转把螺杆能带动单边闸前后移动；右滑块的右侧设有杠杆、垂向滑块和导杆，杠杆前端铰接能与所述上垫片相接触的下垫片、中间通过销轴转动连接右滑块，杠杆的后部通过滑杆连接垂向滑块上端，垂向滑块有间隙地套在垂直的导杆上段，导杆下段上套有压缩弹簧，导杆的上下端均固定连接右滑块，垂向滑块下段上设有位于滑杆下方的挂钩，所述载物筐通过轴承连接所述挂钩。

本发明一种可调速的楼梯运输装置的运输方法实现的技术方案为：下楼时，人控制闸把带动载物筐随滑块沿楼梯扶手连续滑动，捏紧捏手，捏手转动拉紧钢丝绳使钳形闸上部两端向中间收紧，闸片夹紧楼梯扶手以降低滑块的滑动速度；同时货物与载物筐的重力通过挂钩下压垂向滑块，杠杆绕销轴转动，带动下垫片向上顶起上垫片，单边闸绕转把螺杆转动使弧形闸片压紧楼梯扶手，产生摩擦制动力；上楼时，转动转把螺杆使单边闸向后移动，上垫片与下垫片前后错开，货物与载物筐的重力通过挂钩下压垂向滑块时，弧形闸片不压紧楼梯扶手，无摩擦制动力。

本发明的有益效果是：

1、本发明运输装置相对于一般的楼梯运输机，能在楼梯扶手上连续滑行，连续的运送货物且时刻保持货物的水平状态进行运输，以此保证运输的稳定。

2、本发明运输装置在楼梯上的运动速度可以调整，相对于其他速度可控楼梯运输机，本发明运输装置不需要其它作动器与电子控制部件，无电力或液压动力装置，省去了相应的电器元件与控制单元，有效的减少了装置的质量与复杂性，简化了装置结构同时降低了应用成本，对楼梯环境改变少，具有结构轻量简便、操作简单、运输可靠平稳等优点。

3、本发明运输装置由人力与货物重力作为制动力输入从而完成货物在楼梯间运动时速度控制的功能，能根据货物的重量自动调整运输装置在下楼时的制动力，且运输装置上楼时可解除制动，仅需较小的人力即可控制运输装置运动速度，保证平稳安全地运输。

4、本发明运输装置可适应不同粗细的楼梯扶手且能保证货物水平运输。

附图说明

图1 为本发明一种可调速的楼梯运输装置的运输状态轴侧图；

图2为在图1基础上横向剖切载物框1后的右视轴侧图；

图3为图2中滑块3的结构示意放大图；

图4为图3的结构爆炸图；

图5为在图3基础上的局部结构后视轴侧图；

图6为在图2基础上的局部结构俯视轴侧放大图；

图7为在图3基础上被动闸工作时的局部效果示意图；

图8为在图7基础上被动闸解除后的效果示意图。

图中：1.载物筐；1a.滚珠柱；2.栏板；3.滑块；4.左滑块；5.右滑块；6.闸把座；7.壁管座；7a.壁管；8.凸耳；9.长轴；10.万向滚珠对；11.钳形闸；11a.闸片；12.闸把；13.钢丝绳；14.中心螺栓；15.单边闸；15a.弧形闸片；15b.上垫片；16.转把螺杆；17.杠杆；17a.下垫片；18.销轴；19.垂向滑块；19a.滑杆；19b.挂钩；20.弹簧；21.导杆；22.楼梯扶手；23.捏手。

具体实施方式

为了便于理解，规定空间方位：参见图3，规定以左滑块4所在位置为“左”，以右滑块5所在位置为“右”；以闸把座6所在位置为“上”，以弧形闸片15a所在位置为“下”；以单边闸15所在位置为“前”，以闸把12所在位置为“后”；且以“上”、“下”方向为垂向，“左”、“右”方向为横向，“前”、“后”方向为纵向。

参见图1、图2，本发明一种可调速的楼梯运输装置由载物筐1与滑块3主体部分组成，载物筐1用来盛装货物，在载物筐1的左侧板面的上部有一圆形壁孔，载物筐1通过壁孔安装在左边的滑块3上，滑块3承担了载物筐1与货物的重量。滑块3卡在楼梯扶手22上，并且可沿楼梯扶手22上下滑动，带动货物进行楼梯间的运输。

有些楼梯扶手22的下方自带有栏板2，栏板2一般为条形的长板，固定在楼梯扶手22下部的立柱上。若楼梯扶手22的下方没有设栏板2，则可以配备一块栏板2，将该配备的栏板2通过卡箍与螺钉安装在楼梯扶手22下部的立柱上，与楼梯扶手22相平行。载物筐1的左侧板面的下部横向伸出滚珠柱1a，使滚珠柱1a顶在栏板2上，滚珠柱1a的头部装有万向滚珠，在载物筐1运动时万向滚珠压在栏板2上滚动，在水平方向上以支撑载物筐1保持其运动平稳，防止翻转。

滑块3上安装有制动装置、杠杆系统等部件，用于对运输装置运动速度的调整。参见图2、图3、图4、图5，滑块3包含左滑块4与右滑块5，左滑块4与右滑块5均为下部带有圆弧空缺的方块，左滑块4与右滑块5通过长轴9与螺栓安装在一起，左滑块4与右滑块5拼接好后为U形块，U形块的U形开口朝向下方，在U形块的U形开口内侧壁上安装有三组万向滚珠对10，三组万向滚珠对10分别位于U形开口内侧壁的上侧壁与左、右两侧壁上。万向滚珠对10通过螺纹杆与U形块固定连接，万向滚珠对10支撑滑块3与其连接部件的重量，滑块3通过万向滚珠对10压在楼梯扶手22上滚动，减小运输装置运动时的摩擦。

左滑块4的上部固定连接闸把座6与壁管座7，闸把座6为弧形状的圆管，圆管向后方延伸。壁管座7为安装在左滑块4上的方块，壁管座7后部固定了圆弧状管道的壁管7a。壁管7a也向后方延伸。右滑块5的右部前侧面上固定设一个方形的凸出的凸耳8，右滑块5的右侧面上开有一个矩形凹槽。

运输装置在运送重物下楼时由于货物自身的重力会使装置持续加速，易产生碰撞引发危险，故需制动装置控制货物的运动速度。制动装置安装在左滑块4上，包括主动闸与被动闸。

参见图3、图5，主动闸包括钳形闸11、闸把12和钢丝绳13，安装在U形块的后方。钳形闸11为十字交叉状，交叉成上部的两端和下部的两端结构，钳形闸11中心交叉处通过中心螺栓14安装在U形块的左滑块4上，且不与左滑块4接触。在中心螺栓14上套有扭簧，扭簧两末端顶在钳形闸11下部，使钳形闸11保持张开绷紧状态。钳形闸11下部的两端上各安装一块闸片11a，绷紧状态时的闸片11a不与楼梯扶手22接触。闸把12安装在闸把座6上，闸把座6的后端连接闸把12前端，闸把12后端是捏手23，捏手23是市购常用部件，与自行车上的手把刹类似。钢丝绳13的后端固定在闸把12的捏手23上，前端通过壁管座7的壁管7a分开牵引至钳形闸11上部的两端，钢丝绳13处于绷紧状态。

主动闸可以通过人力主动地调整制动力，参见图3、图5，人捏紧闸把12的捏手23，捏手23转动并向下拉紧钢丝绳13，进而拉动与钢丝绳13连接的钳形闸11上部，使钳形闸11上部两端向中间收紧，同时钳形闸11的下部克服扭簧的弹力也向中间收紧，使下部的闸片11a夹紧楼梯扶手22，闸片11a压紧楼梯扶手22产生的摩擦阻力使滑块3在楼梯扶手22上的滑动速度降低，达到控制滑块3速度的目的，人可以根据运输装置的滑动速度适当调整捏紧力，以改变主动闸制动力的大小。

参见图3、图4，被动闸为单边闸15，安装在U形块的前方，单边闸15为U形杆，U形杆的U形开口朝下，单边闸15的U形杆的左端连接弧形闸片15a，右端制有上垫片15b，上垫片15b为水平的方块。单边闸15的U形杆中部有轴孔，通过转把螺杆16安装在左滑块4的前部，转把螺杆16的前部为阶梯光轴，后部为螺纹杆，单边闸15通过螺纹杆固定在左滑块4上，同时单边闸15又通过轴承安装在转把螺杆16的阶梯光轴部分，单边闸15在转把螺杆16上无法轴向移动，只能绕转把螺杆16转动，当单边闸15转动至弧形闸片15a压紧楼梯扶手22时即可产生摩擦阻力，因此，被动闸工作过程不需要人为控制，通过单侧的弧形闸片15a压紧楼梯扶手22产生的摩擦力制动。通过转动转把螺杆16的转把可带动其上的单边闸15在纵向上前后移动一段距离，使单边闸15靠近或远离滑块3，为上垫片15b的分离与结合提供基础。

单边闸15由杠杆系统驱动，杠杆系统将货物的重力转换为使单边闸15转动的力，使单边闸15的弧形闸片15a压紧楼梯扶手22，进一步产生摩擦阻力制动，以此控制运输装置的速度。

参见图3、图4，杠杆系统安装在右滑块5的右侧，包含杠杆17、垂向滑块19和导杆21等。杠杆17在右滑块5的右侧，杠杆17的杆面平行于右滑块5的右侧面且无接触，杠杆17前端铰接有下垫片17a，下垫片17a能与单边闸15右侧的上垫片15b相接触，杠杆17中间通过销轴18安装在凸耳8上，使杠杆17能绕销轴18转动。杠杆17的后部开有一矩形滑槽，杠杆17通过矩形滑槽与垂向滑块19连接。

在右滑块5的右侧面上开有的矩形凹槽内安装有垂直的导杆21，导杆21前后两根，导杆21的上下端均固定在右滑块5上。在每根导杆21的下段各套有一个压缩弹簧20，在两根导杆21上段共同有间隙地地套有垂向滑块19，垂向滑块19的下端压靠在压缩弹簧20上端上，垂向滑块19能够在右滑块5的矩形凹槽内沿导杆21上下滑动，垂向滑块19板面与杠杆17的侧面平齐且无接触。垂向滑块19为纵向方向上有两轴孔的方块，垂向滑块19的板面上有滑杆19a和挂钩19b，滑杆19a在挂钩19b的上方，挂钩19b在垂向滑块19下段板面上。凸起的滑杆19a头部穿过杠杆17的矩形滑槽，滑杆19a能够在杠杆17的矩形滑槽中前后滑动。挂钩19b用于安装载物筐1，载物筐1通过壁孔内的轴承安装在挂钩19b上，且可在纵向平面内绕挂钩19b转动。载物筐1安装在挂钩19b上后，在重力的作用下，垂向滑块19向下移动，垂向滑块19向下移动时，在滑杆19a的作用下带动杠杆17转动，载物筐1未盛装货物时杠杆17处于水平状态。

参见图2、图6，本发明运输装置载货下楼运行时，人在载物筐1的后方，控制闸把12带动货物在载物筐1内随滑块3沿楼梯扶手22连续移动，载物筐1在纵向平面内可绕挂钩19b摆动，运输时由于货物的重量而处于水平状态，不会因为楼梯扶手22的倾斜或水平影响货物的运输状态，时刻保证货物稳定的水平运输。在运输货物下楼时，需启动制动装置控制滑动速度。主动闸与被动闸均参与工作提供相应的制动力使装置减速。参见图6、图7，单边闸15工作时由杠杆系统驱动，将货物的重力通过杠杆17转化为单边闸15的制动力。当载物筐1盛装货物时，货物与载物筐1的重力通过挂钩19b下压垂向滑块19，使垂向滑块19沿导柱21上的压缩弹簧20向下移动。纵向平面内，滑杆19a在杠杆17后部的矩形滑槽内滑动的同时向下压紧杠杆17后部，使杠杆17绕销轴18顺时针转动，带动杠杆17前端的下垫片17a向上转动从而接触并顶起上垫片15b，上垫片15b受到向上的力带动单边闸15，使单边闸15绕转把螺杆16在横向平面内逆时针转动，使单边闸15左端的弧形闸片15a压紧楼梯扶手22，从而产生摩擦阻力制动，以此降低运输装置的运动速度。

摩擦阻力制动力随货物的重量自动调整大小，当货物的重量越大时，将使垂向滑块19沿导杆21向下的位移增大，从而使杠杆17与单边闸15的转动角度增大，使弧形闸片15a更紧密的压紧力楼梯扶手22以产生更大的摩擦制动力。当运输更重货物时单边闸15产生更大的摩擦力防止重物速度过快失去控制。当运输较轻货物时制动力应变小，使下楼更轻便迅捷，且在运输货物上楼时主动闸不再工作，同时被动闸应解除制动，不再提供制动力，减小人拉动装置上楼时的阻力。

上楼时，通过使上垫片15b与下垫片17a分离不接触来使被动闸解除，操作步骤如下：参见图6、图8，转动转把螺杆16使其拧入后方的螺纹孔内，转把螺杆16向后移动时，带动其上的单边闸15向后移动一段距离，使单边闸15右边的上垫片15b与下垫片17a错开而不再接触，此时当货物放置在载物筐1使垂向滑块19向下移动进一步带动杠杆17转动时，杠杆17前端的下垫片17a向上顶起但与上垫片15b不接触，错开而无法传递压力，从而单边闸15保持水平使弧形闸片15a不再压紧楼梯扶手22从而无法产生摩擦制动力，即解除了单边闸15的制动功能。当需要单边闸15提供制动力时，就反向转动转把螺杆16使上垫片15b与下垫片17a结合，两者接触即可恢复传动状态。因此，本发明通过主动闸与被动共同制动来控制运输装置的运动速度，被动闸提供主要的制动力，减轻了主动闸的人力负担，主动闸输入较少的制动力即可控制运输装置滑动的速度。