本发明涉及载人爬楼装置以及一种载人爬楼装置的载人爬楼方法。
背景技术
目前，市场上针对残疾人使用的轮椅多种多样，多数轮椅在普通的轮椅的基础之上，为了更好的满足残疾人生活自理的需要，而增加了多种功能，如大小便自理功能、电动驱动功能、轮椅升降功能等，这些改进极大的满足了残疾人除行走外的多项生活自理需要，但有些患者长期坐在轮椅上时，会使臀部及脊椎因长期处于相同坐姿而承受过大的体压，且心肺功能障碍者会因长期不站立而使腹内压力增加，出现腹涨、腹痛、恶心与呕吐等现象。针对上述现象，坐在轮椅上的人如果能够在轮椅上躺下来，适当的休息一下，会避免上述情况的出现，因而本发明人根据实际情况将现有轮椅进行了一系列的改造，给老弱病残人士提供了方便。
我国在八九十年代及其后修建的多层住宅(5～9层)，由于未安装电梯，使得多层住宅的垂直交通问题成为困扰城市老年人口最为关键的问题，现有相当比例的老年人常坐楼监。各级政府也在努力尝试、寻找解决该问题的途径，尤其是广州、上海、北京等地在试点老旧多层住宅安装箱体电梯的方案，但在试点的过程中发现，老旧多层住宅加装箱体电梯存在着审批程序复杂、井道占用的土地面积无法批复、改造费用高、施工周期长、低高层住户受益不均等产生的意见分歧、对低层住户采光通风造成影响甚至与现有的建筑规范有一定程度的冲突等系列问题，使得试点方案不断被搁浅。现有较为合理的解决方案是在楼道内设置多个紧靠墙壁或楼道护栏的升降电梯，在不影响楼道正常使用的情况下，解决老人的上下楼困难的问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种载人爬楼装置的载人爬楼方法；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种载人爬楼装置，包括独立安装在每个楼梯背侧下方且设置在相邻的下层台阶与上层台阶之间的升降驱动装置、以及设置在升降驱动装置下方且用于载人在相邻的下层台阶与上层台阶之间位移的升降送人装置。
升降送人装置包括用于载人的载人机架、倾斜设置在载人机架右端的电动伸缩前腿、设置在电动伸缩前腿右下端的前驱动车轮、设置在载人机架左下端的后车轮、设置在载人机架上的辅助连接支座、设置在辅助连接支座上的辅助主动车轮、设置在载人机架下端的动力驱动电源、与动力驱动电源传动连接的主驱动链轮、设置在后车轮、辅助主动车轮和主驱动链轮上的行走传动链条、竖直设置在载人机架上的竖直导向光杆与竖直电推杆、设置在竖直电推杆上且沿着竖直导向光杆上下运动的升降丝母座支架、设置在升降丝母座支架上的u型连接座、设置在载人机架上的辅助支架、与辅助主动车轮同轴传动的辅助从动车轮、设置在辅助支架上的辅助联动链轮、设置在辅助联动链轮与辅助从动车轮之间的辅助链条、设置在辅助支架上且用于升降驱动装置的内花键孔连接的辅助旋转花键轴、以及设置在辅助联动链轮输出端与辅助旋转花键轴之间的辅助锥齿轮组；
升降驱动装置还包括上端与主驱动电机的输出齿轮轴同轴连接的辅助连接花键轴、设置在侧辅助支臂下端的辅助升降推杆、水平设置在辅助升降推杆的丝母座上的辅助升降支臂、与辅助升降支臂连接的辅助连接过渡花键套、以及设置在辅助连接过渡花键套内且上端套装在辅助连接花键轴上且用于连接辅助动力源的内花键孔；
升降驱动装置包括背靠背沿着楼梯纵向固定在楼梯背侧的前行导向齿条、分别与对应侧的前行导向齿条啮合的第一升降导向装置和第二升降导向装置；
在下层台阶上设置有位于升降驱动装置下行终点且用于放置准备上楼梯的载人装置的下层定位处，在上层台阶上设置有位于升降驱动装置上行终点且用于放置准备下楼梯的载人装置的上层定位处；
当第一升降导向装置位于对应的下层定位处时候，第二升降导向装置位于对应的上层定位处；当第一升降导向装置位于对应的上层定位处时候，第二升降导向装置位于对应的下层定位处；第一升降导向装置与第二升降导向装置结构相同且运行方向相反；
第一升降导向装置包括平行设置在对应的前行导向齿条一侧的滚轮导向槽、设置在滚轮导向槽内的支撑滚动杆、分别设置在支撑滚动杆两端部且在滚轮导向槽内滚动的导向滚轮、设置在支撑滚动杆中心处上部且带有通孔的球面内凹槽、活动设置在球面内凹槽内的球面导向头、设置在球面内凹槽与球面导向头之间的导向滚珠、设置在球面导向头下端的悬挂杆、通过轴承旋转设置在悬挂杆上且与对应的前行导向齿条啮合的驱动导向齿轮、设置在前行导向齿条上端终点且用于阻挡驱动导向齿轮上行的上行限位块、设置在前行导向齿条下端终点且用于阻挡驱动导向齿轮下行的下行限位块、分布在楼梯背侧上且位于前行导向齿条上下两侧的从动导向链轮、联动链条、设置在悬挂杆一侧的侧辅助支臂、以及倒置在侧辅助支臂上且输出齿轮轴与驱动导向齿轮啮合的主驱动电机；
悬挂杆下端连接有连接升降推杆，在连接升降推杆下端的悬挂连接头、在悬挂连接头下端通过电动限位插销连接有用于悬挂升降送人装置的下连接座；
第一升降导向装置的支撑滚动杆、对应的从动导向链轮、第二升降导向装置的支撑滚动杆、以及对应的从动导向链轮通过联动链条依次首尾连接；
在上层台阶的下端与支撑滚动杆之间连接有缓冲气弹簧；
在下层台阶的上端与支撑滚动杆之间连接有蓄能助力气缸。
与顶层连接的楼梯背侧上端下方横向设置有顶层半侧悬空台阶。
本实施例的一种载人爬楼装置的载人爬楼方法，借助于载人爬楼装置，其包括独立安装在每个楼梯背侧下方且设置在相邻的下层台阶与上层台阶之间的升降驱动装置、以及设置在升降驱动装置下方且用于载人在相邻的下层台阶与上层台阶之间位移的升降送人装置；
该方法包括以下步骤；
步骤一，首先，动力驱动电源驱动后车轮前行来到第一升降导向装置的下层定位处；然后，连接升降推杆驱动下连接座下降，同时，竖直电推杆驱动升降丝母座支架沿着竖直导向光杆上升；其次，电动限位插销连接u型连接座与下连接座；再次，电动伸缩前腿缩短抬起前驱动车轮；
步骤二，首先，同时启动第一升降导向装置与第二升降导向装置的主驱动电机，第一升降导向装置的主驱动电机驱动驱动导向齿轮与前行导向齿条啮合，导向滚轮在滚轮导向槽中上行，第一升降导向装置的缓冲气弹簧压缩，第一升降导向装置的蓄能助力气缸向上推动第一升降导向装置，在联动链条牵引的同时，第二升降导向装置的主驱动电机带动第二升降导向装置的下连接座下行，第二升降导向装置的缓冲气弹簧拉伸，第二升降导向装置的蓄能助力气缸压缩反向推动第二升降导向装置，同时，动力驱动电源驱动后车轮在台阶上前行；
步骤三，当到达第一个楼梯背侧的顶部的上层定位处，首先，竖直电推杆与连接升降推杆伸长，同时电动伸缩前腿伸出下降前驱动车轮，前驱动车轮着地；然后，电动限位插销与u型连接座和下连接座脱开。
当到达最高层时候，人从升降送人装置下来并沿着顶层半侧悬空台阶爬楼梯到达最顶层。
在步骤一与步骤二之间还包括辅助助力步骤；辅助升降推杆带动辅助连接过渡花键套下降直到内花键孔与辅助旋转花键轴连接；在升降送人装置的同时，辅助升降推杆根据后车轮与台阶距离调整长度。
本发明通过充分利用楼梯背侧，避免了楼道电梯三维测量的麻烦，降低了三维螺旋齿条加工制造的麻烦，降低了成本，减轻了居民的负担，从而便于安装，同时利用楼梯背面，合理利用空间，避免占用楼道，通过分层安装，可以分阶段施工，降低一次性支出费用，后期扩展性强，通过双列反向升降，从而保证每个楼上与楼下具有载人装置，避免单向楼道电梯的等待时间。
同时，集载人车为一体，从而方便载人与运送货物，方便电动车上行入户充电，这是楼道电梯与电梯轮椅所不具备的。
通过下层定位处、上层定位处方便升降终端定位，通过上行限位块、下行限位块放置超程。前行导向齿条起到导向作用，从动导向链轮、联动链条实现载人工具一升一降，保证单元他人的使用方便，下行的时候，缓冲气弹簧起到缓冲减速作用，降低了电机的耗损，下行时候，蓄能助力气缸压缩聚集反冲力，上行的时候，反冲力释放，减少上行阻力。
升降送人装置可以为简单的架子，或为带有挂钩等悬挂件的电动车等代步工具；支撑滚动杆起到悬挂支撑，导向滚轮滚动导向，滚轮导向槽导向定位，球面内凹槽、导向滚珠、球面导向头提高悬挂杆的连接柔性，补偿连接误差，驱动导向齿轮起到过渡与驱动的作用，侧辅助支臂、主驱动电机作为动力源，可以为蓄电池或直接市电驱动，通过刷卡计费即可，
为了降低能耗，电机可以为变频电机等。
为了降低能耗，可以通过电驱动或手动驱动一个花键轴来辅助驱动内花键孔。
辅助升降推杆-辅助升降支臂-辅助连接过渡花键套来实现输入辅助动力，来与电机共同驱动齿轮在齿条上啮合，特别上行的时候。
通过光电传感器或重力传感器等反馈信息，调整连接升降推杆伸缩长度。悬挂连接头与u型连接座通过电动限位插销连接。
载人机架作为人站立或乘坐的基础。载人机架可以单独为乘座、轮椅或为电动车等工具。
电动伸缩前腿可以调整前驱动车轮的伸出长度，满足不同的跨距，同时避免上行时候的挡碍。动力驱动电源作为动力，在平地作为动力源驱动装置前行，通过主驱动链轮、后车轮、辅助主动车轮、辅助从动车轮、辅助链条、辅助联动链轮、辅助锥齿轮组、辅助旋转花键轴实现动力传输，减轻伺服电机的能耗。通过竖直导向光杆、竖直电推杆、升降丝母座支架实现其主体的悬挂连接。
本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。
附图说明
图1是本发明楼梯的结构示意图；
图2是本发明前行导向齿条的结构示意图；
图3是本发明升降送人装置的结构示意图；
其中：1、楼梯背侧；2、下层台阶；3、上层台阶；4、顶层半侧悬空台阶；5、下层定位处；6、上层定位处；7、上行限位块；8、下行限位块；9、前行导向齿条；10、从动导向链轮；11、联动链条；12、缓冲气弹簧；13、蓄能助力气缸；14、升降送人装置；15、支撑滚动杆；16、导向滚轮；17、滚轮导向槽；18、球面内凹槽；19、导向滚珠；20、球面导向头；21、悬挂杆；22、驱动导向齿轮；23、侧辅助支臂；24、主驱动电机；25、辅助连接花键轴；26、辅助升降推杆；27、辅助升降支臂；28、辅助连接过渡花键套；29、内花键孔；30、连接升降推杆；31、下连接座；32、u型连接座；33、电动限位插销；34、悬挂连接头；35、载人机架；36、辅助支架；37、电动伸缩前腿；38、前驱动车轮；39、动力驱动电源；40、主驱动链轮；41、后车轮；42、辅助主动车轮；43、辅助从动车轮；44、辅助链条；45、辅助联动链轮；46、辅助锥齿轮组；47、辅助旋转花键轴；48、竖直导向光杆；49、竖直电推杆；50、升降丝母座支架。
具体实施方式
如图1-3所示，本实施例的载人爬楼装置，包括独立安装在每个楼梯背侧1下方且设置在相邻的下层台阶2与上层台阶3之间的升降驱动装置、以及设置在升降驱动装置下方且用于载人在相邻的下层台阶2与上层台阶3之间位移的升降送人装置14。
升降送人装置14包括用于载人的载人机架35、倾斜设置在载人机架35右端的电动伸缩前腿37、设置在电动伸缩前腿37右下端的前驱动车轮38、设置在载人机架35左下端的后车轮41、设置在载人机架35上的辅助连接支座、设置在辅助连接支座上的辅助主动车轮42、设置在载人机架35下端的动力驱动电源39、与动力驱动电源39传动连接的主驱动链轮40、设置在后车轮41、辅助主动车轮42和主驱动链轮40上的行走传动链条、竖直设置在载人机架35上的竖直导向光杆48与竖直电推杆49、设置在竖直电推杆49上且沿着竖直导向光杆48上下运动的升降丝母座支架50、设置在升降丝母座支架50上的u型连接座32、设置在载人机架35上的辅助支架36、与辅助主动车轮42同轴传动的辅助从动车轮43、设置在辅助支架36上的辅助联动链轮45、设置在辅助联动链轮45与辅助从动车轮43之间的辅助链条44、设置在辅助支架36上且用于升降驱动装置的内花键孔29连接的辅助旋转花键轴47、以及设置在辅助联动链轮45输出端与辅助旋转花键轴47之间的辅助锥齿轮组46；
升降驱动装置还包括上端与主驱动电机24的输出齿轮轴同轴连接的辅助连接花键轴25、设置在侧辅助支臂23下端的辅助升降推杆26、水平设置在辅助升降推杆26的丝母座上的辅助升降支臂27、与辅助升降支臂27连接的辅助连接过渡花键套28、以及设置在辅助连接过渡花键套28内且上端套装在辅助连接花键轴25上且用于连接辅助动力源的内花键孔29；
升降驱动装置包括背靠背沿着楼梯纵向固定在楼梯背侧1的前行导向齿条9、分别与对应侧的前行导向齿条9啮合的第一升降导向装置和第二升降导向装置；
在下层台阶2上设置有位于升降驱动装置下行终点且用于放置准备上楼梯的载人装置的下层定位处5，在上层台阶3上设置有位于升降驱动装置上行终点且用于放置准备下楼梯的载人装置的上层定位处6；
当第一升降导向装置位于对应的下层定位处5时候，第二升降导向装置位于对应的上层定位处6；当第一升降导向装置位于对应的上层定位处6时候，第二升降导向装置位于对应的下层定位处5；第一升降导向装置与第二升降导向装置结构相同且运行方向相反；
第一升降导向装置包括平行设置在对应的前行导向齿条9一侧的滚轮导向槽17、设置在滚轮导向槽17内的支撑滚动杆15、分别设置在支撑滚动杆15两端部且在滚轮导向槽17内滚动的导向滚轮16、设置在支撑滚动杆15中心处上部且带有通孔的球面内凹槽18、活动设置在球面内凹槽18内的球面导向头20、设置在球面内凹槽18与球面导向头20之间的导向滚珠19、设置在球面导向头20下端的悬挂杆21、通过轴承旋转设置在悬挂杆21上且与对应的前行导向齿条9啮合的驱动导向齿轮22、设置在前行导向齿条9上端终点且用于阻挡驱动导向齿轮22上行的上行限位块7、设置在前行导向齿条9下端终点且用于阻挡驱动导向齿轮22下行的下行限位块8、分布在楼梯背侧1上且位于前行导向齿条9上下两侧的从动导向链轮10、联动链条11、设置在悬挂杆21一侧的侧辅助支臂23、以及倒置在侧辅助支臂23上且输出齿轮轴与驱动导向齿轮22啮合的主驱动电机24；
悬挂杆21下端连接有连接升降推杆30，在连接升降推杆30下端的悬挂连接头34、在悬挂连接头34下端通过电动限位插销33连接有用于悬挂升降送人装置14的下连接座31；
第一升降导向装置的支撑滚动杆15、对应的从动导向链轮10、第二升降导向装置的支撑滚动杆15、以及对应的从动导向链轮10通过联动链条11依次首尾连接；
在上层台阶3的下端与支撑滚动杆15之间连接有缓冲气弹簧12；
在下层台阶2的上端与支撑滚动杆15之间连接有蓄能助力气缸13。
与顶层连接的楼梯背侧1上端下方横向设置有顶层半侧悬空台阶4。
本实施例的一种载人爬楼装置的载人爬楼方法，借助于载人爬楼装置，其包括独立安装在每个楼梯背侧1下方且设置在相邻的下层台阶2与上层台阶3之间的升降驱动装置、以及设置在升降驱动装置下方且用于载人在相邻的下层台阶2与上层台阶3之间位移的升降送人装置14；
该方法包括以下步骤；
步骤一，首先，动力驱动电源39驱动后车轮41前行来到第一升降导向装置的下层定位处5；然后，连接升降推杆30驱动下连接座31下降，同时，竖直电推杆49驱动升降丝母座支架50沿着竖直导向光杆48上升；其次，电动限位插销33连接u型连接座32与下连接座31；再次，电动伸缩前腿37缩短抬起前驱动车轮38；
步骤二，首先，同时启动第一升降导向装置与第二升降导向装置的主驱动电机24，第一升降导向装置的主驱动电机24驱动驱动导向齿轮22与前行导向齿条9啮合，导向滚轮16在滚轮导向槽17中上行，第一升降导向装置的缓冲气弹簧12压缩，第一升降导向装置的蓄能助力气缸13向上推动第一升降导向装置，在联动链条11牵引的同时，第二升降导向装置的主驱动电机24带动第二升降导向装置的下连接座31下行，第二升降导向装置的缓冲气弹簧12拉伸，第二升降导向装置的蓄能助力气缸13压缩反向推动第二升降导向装置，同时，动力驱动电源39驱动后车轮41在台阶上前行；
步骤三，当到达第一个楼梯背侧1的顶部的上层定位处6，首先，竖直电推杆49与连接升降推杆30伸长，同时电动伸缩前腿37伸出下降前驱动车轮38，前驱动车轮38着地；然后，电动限位插销33与u型连接座32和下连接座31脱开。
当到达最高层时候，人从升降送人装置14下来并沿着顶层半侧悬空台阶4爬楼梯到达最顶层。
在步骤一与步骤二之间还包括辅助助力步骤；辅助升降推杆26带动辅助连接过渡花键套28下降直到内花键孔29与辅助旋转花键轴47连接；在升降送人装置14的同时，辅助升降推杆26根据后车轮41与台阶距离调整长度。
本发明通过充分利用楼梯背侧1，避免了楼道电梯三维测量的麻烦，降低了三维螺旋齿条加工制造的麻烦，降低了成本，减轻了居民的负担，从而便于安装，同时利用楼梯背面，合理利用空间，避免占用楼道，通过分层安装，可以分阶段施工，降低一次性支出费用，后期扩展性强，通过双列反向升降，从而保证每个楼上与楼下具有载人装置，避免单向楼道电梯的等待时间。
同时，集载人车为一体，从而方便载人与运送货物，方便电动车上行入户充电，这是楼道电梯与电梯轮椅所不具备的。
通过下层定位处5、上层定位处6方便升降终端定位，通过上行限位块7、下行限位块8放置超程。前行导向齿条9起到导向作用，从动导向链轮10、联动链条11实现载人工具一升一降，保证单元他人的使用方便，下行的时候，缓冲气弹簧12起到缓冲减速作用，降低了电机的耗损，下行时候，蓄能助力气缸13压缩聚集反冲力，上行的时候，反冲力释放，减少上行阻力。
升降送人装置14可以为简单的架子，或为带有挂钩等悬挂件的电动车等代步工具；支撑滚动杆15起到悬挂支撑，导向滚轮16滚动导向，滚轮导向槽17导向定位，球面内凹槽18、导向滚珠19、球面导向头20提高悬挂杆21的连接柔性，补偿连接误差，驱动导向齿轮22起到过渡与驱动的作用，侧辅助支臂23、主驱动电机24作为动力源，可以为蓄电池或直接市电驱动，通过刷卡计费即可，
为了降低能耗，电机可以为变频电机等。
为了降低能耗，可以通过电驱动或手动驱动一个花键轴来辅助驱动内花键孔29。
辅助升降推杆26-辅助升降支臂27-辅助连接过渡花键套28来实现输入辅助动力，来与电机共同驱动齿轮在齿条上啮合，特别上行的时候。
通过光电传感器或重力传感器等反馈信息，调整连接升降推杆30伸缩长度。悬挂连接头34与u型连接座32通过电动限位插销33连接。
载人机架35作为人站立或乘坐的基础。载人机架35可以单独为乘座、轮椅或为电动车等工具。
电动伸缩前腿37可以调整前驱动车轮38的伸出长度，满足不同的跨距，同时避免上行时候的挡碍。动力驱动电源39作为动力，在平地作为动力源驱动装置前行，通过主驱动链轮40、后车轮41、辅助主动车轮42、辅助从动车轮43、辅助链条44、辅助联动链轮45、辅助锥齿轮组46、辅助旋转花键轴47实现动力传输，减轻伺服电机的能耗。通过竖直导向光杆48、竖直电推杆49、升降丝母座支架50实现其主体的悬挂连接。
本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。
本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。