一种用于楼梯的重物运送装置的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及一种运送装置，具体涉及一种用于楼梯的重物运送装置。

背景技术：
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建筑物中运送重物的装置大致分为四种，分别为重物托举式辅助装置、履带式重物搬运装置、无电梯楼道运输装置和轮组式重物运输装置。

重物托举式辅助装置的工作原理类似于液压升降机，结构比较简单，比较容易实现。重物托举辅助装置包括升降机构、进给机构、自锁机构、底座以及电路板组成。重物托举式辅助装置技术虽然比较成熟，而且在所有类型机器中最稳定。但本身占用空间大，相对重量大，不灵活，而且局限性较大，使得难以普及。

履带式重物搬运装置的工作原理类似于坦克和挖掘机，工作过程是电机使履带轮转动，履带轮带动履带转动，履带和楼梯接触实现爬楼，以此来越过其它障碍。履带式搬运车采用闭式系统。主要包括左、右两边行走架部分，两边负重部分结构左右对称。左、右两边行走架对称的布置在发动机两侧。发动机燃料为柴油防爆水洗箱能为发动机随时降温，虽然这辆车是在煤款工作，需要考虑工作环境，但是我们还是可以从这辆典型的履带重物搬运车中看到不少特征，那就是虽然载重量大，效率高，但是它结构复杂，维修维护费用也高。所以虽然履带式搬运车具有抓地力强、载重量大，效率高等优点。但因为其结构复杂，故障率较高，日常维护开销较大，维修麻烦等原因，使其价格对比同类型功能的产品价格高，所以也较难以推广。

无电梯楼道运输装置在少许人力推动下，载运货物在走廊等平面上行走有较高自由度，其运送方式简单高效，结构简单，操作方便以及价格低廉。但是只能用作帮助重物下楼并不能辅助重物上楼时使用，况且每个住宅楼的楼梯角度宽度尺寸不一样，所以局限性较大。

行星轮爬楼梯装置顾名思义是以行星轮代替传统轮，因为行星轮之间有夹角，利用夹角之间的空间可以跨过障碍物，其中行星轮又以使用的小轮个数进行划分，使用小轮的个数可分为两轮、三轮式以及多轮式,按照所使用的轮组单双数不同又可分为单轮和双轮。使用了一对轮组叫单轮,而双轮是指在装置的前后各使用了一对轮组。每个轮组依照星形轮系的运动方式,有这自转和公转之分，各个小轮绕各自的轴线叫自转,随着轴承围绕相同的中心轴转动叫公转。平地行走时,因为不需要利用夹角之间的空间可以跨过障碍物，所以滑轮只是进行自转运动。而到了爬楼梯时,各小轮需要利用夹角之间的空间可以跨过障碍物，所以自转运动与公转运动同时进行。在结构上单行星轮与双行星轮相比结构稳定性较差,重心不稳，在爬楼过程中需要有人协助才能保证安全使用；而双轮行星轮虽然能实现助力爬楼的功能,但由于其重心不稳定,使它的使用范围受到局限。

通过总结列举出上述各类型的搬运重物上下楼装置的情况特点可以看出，目前除了轮组式重物运输装置有着适用大众性与可靠经济性并存外，大部分类似功能装置都有着较高的局限性，而且存在很多问题值得深入研究并解决。

首先，一个装置安全以及实用性经济性，无论对于使用者还是设计者而言，都非常重要。机械结构的稳定性取决于选用的材料以及运行时控制系统的选用。通常来说搬运重物上下楼设备最重要的是使其重心平稳移动，由于楼梯具有一定的倾斜度。搬运重物上下楼时应尽可能使重物重心位置沿着楼梯斜面平行上升。

第二，多数装置占用体积过大，严重影响了住宅用户的使用体验，也扩大了装置本身的局限性。我们首先要确定搬运重物装置是辅助人们生活的一个机器，楼梯功能主要是让人们行走；所以，机器的运转应该和人们使用楼梯的需求不冲突，可以同时进行。

此外，对于搬运重物上下楼装置而言，如何实现不一样楼层的楼梯台阶转换也是一个重要问题。转换过程中高度差和弯曲运动下运送重物都是未能解决的问题。上述问题在已有的运送装置中均未得到很好的解决。

技术实现要素：
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为解决上述背景技术中提及的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于楼梯的重物运送装置。

一种用于楼梯的重物运送装置，包括载物托板和主动导向组件，主动导向组件包括箱体、电机、第一导向箱、齿轮、齿条和多个第一导轮，箱体和第一导向箱之间并列设置，箱体的顶部设置有载物托板，载物托板为折叠板体，电机设置在箱体内，齿轮设置箱体外，齿轮套装在电机的输出轴上，齿条与齿轮相啮合，多个第一导轮设置在第一导向箱内，每个第一导轮滚压面与齿条相配合。

作为优选方案，还包括上导块，上导块包括第二导向箱和四个第二导轮，第二导向箱的两端分别加工有配合楼梯上扶手的通孔，楼梯上扶手依次穿过两个通孔，第二导向箱的一侧加工有长口，长口的两端分别与两个通孔相连通，四个第二导轮均倾斜设置在箱体的内壁上，每个第二导轮的滚压面与楼梯上扶手的外壁相配合，第二导向箱的另一侧设置在箱体上。

作为优选方案，箱体的纵向截面为l形，第二导向箱的另一侧设置在箱体的竖直端处。

作为优选方案，第一导向箱为长方形箱体，第一导向箱的两端分别加工有配合齿条的t形孔，第一导向箱的一侧为敞口侧，敞口侧分别与两个t形孔相连通，第一导向箱的另一侧加工有轴用穿过孔，齿条设置在楼梯下扶手上，楼梯下扶手依次穿过两个t形孔。

作为优选方案，多个第一导轮包括两个第一分轮、两个第二分轮和两个第三分轮，两个第一分轮分别设置在两个t形孔中一个所述t形孔的上端和下端，两个第一分轮的滚压面分别与楼梯下扶手的顶部和底部相配合；两个第二分轮分别设置在两个t形孔中另一个所述t形孔的上端和下端，两个第二分轮的滚压面分别与楼梯下扶手的顶部和底部相配合，两个第三分轮分别设置在轴用穿过孔的两端，两个第三分轮的滚压面分别与楼梯下扶手朝向轴用穿过孔的一侧相配合。

作为优选方案：载物托板包括第一直板、护板、垫块和两个第一挡板，第一直板的底部的一端铰接在箱体的顶部，第一直板的底部上设置有垫块，两个第一挡板分别竖直并列设置在第一直板顶部的两侧，护板竖直设置在第一直板顶部的一端。

作为优选方案：还包括连接板、伸缩盖和导向组件，连接板竖直设置在载物托板上，连接板的下端与载物托板固定连接，连接板的上端的外壁上设置有伸缩盖，伸缩盖包括左组成壳、左柔性块、右组成壳和右柔性块，左组成壳通过弹性件与右组成壳相连接，左组成壳的下方设置有左柔性块，右组成壳的下方设置有右柔性块，当左组成壳和右组成壳之间通过弹性件作出贴紧动作时，左柔性块和右柔性块相贴紧设置，当左组成壳和右组成壳之间通过弹性件作出分离动作时，左柔性块和右柔性块间隙设置，导向组件包括导向条和连接柱，齿条设置在导向条的一侧，多个第一导轮分别与导向条的上端和下端相配合，连接柱固定连接在导向条的另一侧。

作为优选方案：载物托板包括第二直板、第三直板和支撑板，第二直板水平设置在箱体和第一导向箱的正上方，第二直板的一端与箱体的顶部相贴紧，第三直板靠近箱体设置，第三直板的一端铰接在第二直板上，支撑板竖直设置在箱体外，支撑板的一侧铰接在箱体的外壁上，当第三直板转动直至与第二直板共面设置时，支撑板的顶端顶紧在第三直板的底面上。

作为优选方案：箱体的底部设置有配合支撑板的凸块，支撑板的底端贴靠在凸块上。

作为优选方案：第二直板顶部的两侧分别竖直并列设置有两个第二挡板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

一、本实用新型安装简单，使用方便，占用空间小，操作容易，该结构截面轨道安装在楼梯斜面，齿条固定在轨道上方。第一导向箱根据齿轮与齿条配合，电机带动齿条使第一导向箱移动。

二、本实用新型用于贴身运送重物，适用于别墅、居民楼或其他带有楼梯的建筑物中对人身携带的小型物品进行运送，能够实现人物同步上下运送，减轻提物上下楼的负担。

三、载物托板为折叠板结构，根据运送重物所占体积和重量作出及时的变形，使载物面积发生变化，操作方便快速。

四、本实用新型进行多次仿真实验，根据楼梯长度，进行运送重物运动过程的仿真模拟试验，分析结果证明本实用新型机械结构上的可行性，与市场上出现的产品对比，该装置有着安装方便，节省空间，搬运效率大的优点。

附图说明：

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本实用新型用于非普通住宅(别墅)楼梯的主视结构示意图，图中去掉齿轮；

图2为本实用新型使用状态示意图；

图3为图2中a向的主视结构示意图，图中载物托板处于展开状态；

图4为图2中a向的主视结构示意图，图中载物托板处于折叠状态。

图5为第一导向箱、第一导轮和上导块设置在楼梯扶手上的剖面结构示意图，图中齿轮设置在第一导向箱外；

图6为第一导向箱的立体结构示意图；

图7为上导块的立体结构示意图；

图8为本实用新型用于普通住宅楼梯的主视结构示意图，图中伸缩盖处于收缩状态；

图9为本实用新型用于普通住宅楼梯的主视结构示意图，图中伸缩盖处于拉长状态；

图中，1-载物托板；1-1-第一直板；1-2-护板；1-3-垫块；1-4-第一挡板；1-5-第二直板；1-6-第三直板；1-7-支撑板；1-8-第二挡板；2-1-箱体；2-2-电机；2-3-第一导向箱；2-4-齿轮；2-5-齿条；2-6-第一导轮；3-上导块；3-1-第二导向箱；3-2-第二导轮；3-3-长口；4-楼梯上扶手；5-通孔；6-t形孔；7-伸缩盖；7-1-左组成壳；7-2-左柔性块；7-3-右组成壳；7-4-右柔性块；7-5-弹性件；8-凸块；9-轴用穿过孔；10-楼梯下扶手；11-导向条；12-连接柱；13-普通楼梯扶手。

具体实施方式：

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

具体实施方式一：如图1至图9所示，本实施方式包括载物托板1和主动导向组件，主动导向组件包括箱体2-1、电机2-2、第一导向箱2-3、齿轮2-4、齿条2-5和多个第一导轮2-6，箱体2-1和第一导向箱2-3之间并列设置，箱体2-1的顶部设置有载物托板1，载物托板1为折叠板体，电机2-2设置在箱体2-1内，多个第一导轮2-6设置在第一导向箱2-3内，每个第一导轮2-6滚压面与齿条2-5相配合，配合的方式多种，一种为每个第一导轮2-6滚压面上加工有齿，实现与齿条2-5相啮合配合。另一种为每个第一导轮2-6滚压面为光面，与齿条2-5上未加工有齿的平面位置相配合，起到限位和导向作用。

进一步的，电机2-2为动力源，齿轮2-4套装在电机2-2的输出轴上，通过电机2-2驱动带动齿轮2-4转动，齿轮2-4与齿条2-5啮合，齿条2-5的位置固定不动，起到导向轨道作用，从而实现主动导向组件带动载物托板1运动，实现运送重物的过程，上升运送和下降运送过程通过控制电机2-2正反转即可实现。

进一步的，齿轮2-4设置在箱体2-1外，齿轮2-4与第一导向箱2-3之间相对设置位置有多种，当齿轮2-4设置在第一导向箱2-3内时，电机2-2的输出轴穿过第一导向箱2-3与齿轮2-4相连接，齿条2-5穿过第一导向箱2-3且其与齿轮2-4相啮合。

另一种设置方式为当齿轮2-4设置在第一导向箱2-3外时，齿轮2-4安装在第一导向箱2-3外，齿轮2-4穿过的轴端通过轴承与第一导向箱2-3相连接，齿轮2-4转动带动第一导向箱2-3移动，齿条2-5穿过第一导向箱2-3后与齿轮2-4相啮合。

具体实施方式二：如图1至图7所示，当本实施方式用于别墅楼梯或专用楼梯时，楼梯扶手为配合本结构特制的扶手结构，其包括楼梯上扶手4和楼梯下扶手10，楼梯上扶手4和楼梯下扶手10均为沿楼梯走向布置的长管，楼梯上扶手4和楼梯下扶手10从上至下并列设置，楼梯上扶手4和楼梯下扶手10的一侧设置有重物运送装置，楼梯上扶手4和楼梯下扶手10的另一侧通过若干个竖直设置的立柱相连接。上导块3用于配合楼梯上扶手4，上导块3包括第二导向箱3-1和四个第二导轮3-2，第二导向箱3-1的两端分别加工有配合楼梯上扶手4的通孔5，楼梯上扶手4依次穿过两个通孔5，第二导向箱3-1的一侧加工有长口3-3，长口3-3的两端分别与两个通孔5相连通，长口3-3的设置是为了给立柱提供设置空间，防止立柱阻碍第二导向箱3-1的移动，四个第二导轮3-2均倾斜设置在箱体2-1的内壁上，每个第二导轮3-2的滚压面与楼梯上扶手4的外壁相配合，上导块3中第二导向箱3-1和四个第二导轮3-2相配合能够实现沿楼梯上扶手4往复运动的目的，转弯运动顺畅，四个第二导轮3-2在第二导向箱3-1中的设置位置能够实现楼梯台阶转换是高度差的过渡，便于重物运送装置在楼梯缓台处的顺畅转弯，有效解决现有运送装置在转弯处结构的不完善而导致的停滞，第二导向箱3-1的另一侧设置在箱体2-1上。

进一步的，箱体2-1的纵向截面为l形，第二导向箱3-1的另一侧设置在箱体2-1的竖直端处。

进一步的，第一导向箱2-3为长方形箱体，第一导向箱2-3的两端分别加工有配合齿条2-5的t形孔6，第一导向箱2-3的一侧为敞口侧，敞口侧分别与两个t形孔6相连通，第一导向箱2-3的另一侧加工有轴用穿过孔9，齿条2-5设置在楼梯下扶手10上，楼梯下扶手10依次穿过两个t形孔6。t形孔6的形状为齿条2-5和楼梯下扶手10提供放置位置和空间。

进一步的，多个第一导轮2-6的最佳选取个数为六个，即六个第一导轮2-6包括两个第一分轮、两个第二分轮和两个第三分轮，两个第一分轮分别设置在两个t形孔6中一个所述t形孔6的上端和下端，两个第一分轮的滚压面分别与楼梯下扶手10的顶部和底部相配合；两个第二分轮分别设置在两个t形孔6中另一个所述t形孔6的上端和下端，两个第二分轮的滚压面分别与楼梯下扶手10的顶部和底部相配合，两个第三分轮分别设置在轴用穿过孔9的两侧，两个第三分轮的滚压面分别与楼梯下扶手10朝向轴用穿过孔9的一侧相配合。第一导向箱2-3中六个第一导轮2-6能够配合上导块3实现更加流畅的转弯运动，从而使本重物运送装置更加能够适应楼梯缓台处的结构，实现不同楼层的重物运送，做到重物实时同步上下楼人员的步行速度。轴用穿过孔9内固定安装有连接轴，第一导向箱2-3通过连接轴与箱体2-1相连接。

进一步的，载物托板1包括第一直板1-1、护板1-2、垫块1-3和两个第一挡板1-4，第一直板1-1的底部的一端通过阻尼转轴铰接在箱体2-1的顶部，第一直板1-1的底部上设置有垫块1-3，两个第一挡板1-4分别竖直并列设置在第一直板1-1顶部的两侧，护板1-2竖直设置在第一直板1-1顶部的一端。

进一步的，箱体2-1的纵向截面为l形，箱体2-1竖直段的高度小于第一直板1-1的长度。载物托板1的结构为折叠式，其载物面积能够变化，如图3所示，当载物托板1作出展开动作时，第一直板1-1在阻尼转轴的带动下转动至与箱体2-1水平段并列的位置，此时第一直板1-1与箱体2-1水平段竖直并列设置，护板1-2竖直设置在箱体2-1竖直段的一侧，护板1-2、箱体2-1竖直段以及两个第一挡板1-4围合区域为重物放置区域，此时载物托板1处于展开状态，起到放置占地面积较大的重物。

进一步的，箱体2-1与载物托板1之间相铰接，箱体2-1为本重物运送装置提供一了个与地面平行的平台；解决了第一导向箱2-3和第二导向箱3-1不同运动位置不统一的问题，为载物托板1提供可折叠的空间。第一导向箱2-3底部所在平面与箱体2-1底部所在平面之间的夹角b为15°，保证箱体2-1底部与地面平行，从而确保载物托板1的平衡，确保载物的平稳。垫块1-3的位置设置还能够保证搬运时的稳定性，还可设置加强筋以能提供更大的载荷量。

如图4所示，当载物托板1作出闭合动作时，第一直板1-1在阻尼转轴的转动下转动至与箱体2-1竖直段并列的位置，此时第一直板1-1与箱体2-1竖直段竖直并列设置，护板1-2水平设置在箱体2-1竖直段的正上方，两个第一挡板1-4分别设置在箱体2-1竖直段的两侧，起到折叠载物托板1的作用，此时箱体2-1的水平段顶面可用于放置占地面积较小的重物。

进一步的，齿条2-5与楼梯下扶手10固定连接制为一体，或在楼梯下扶手10上加工多个齿，从而形成齿条结构。

本重物运送装置通过仿真试验可知，最大运载量为100kg。本实施方式中其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一相同。

工作原理：将人手中重物放置在载物托板1上，启动电机2-2转动带动齿轮2-4转动，齿轮2-4和齿条2-5啮合，齿轮2-4转动从而带动第一导向箱2-3沿齿条2-5移动，同时多个第一导轮2-6与齿条2-5所在的楼梯下扶手10滚动配合，第一导向箱2-3移动带动载物托板1移动，同时带动上导块3沿楼梯上扶手4同步移动，第二导向箱3-1内的四个第二导轮3-2与楼梯上扶手4的滚动配合。

具体实施方式三：如图8和图9所述，本实施方式中当本重物运送装置在已建的民用住宅楼梯上进行加装时，由于民用住宅楼梯上的扶手不是承重件，所以难以用作本重物运送装置的承重使用，所以还需要在不占用过多空间的前提下另设承重件，本重物运送装置还包括连接板、伸缩盖7和导向组件，连接板、伸缩盖7和导向组件相互配合在最大限度借助民用住宅楼梯上的扶手的支撑下进行导向和承重。连接板竖直设置在载物托板1上，连接板的下端与载物托板1固定连接，连接板的上端的外壁上设置有伸缩盖7，伸缩盖7包括左组成壳7-1、左柔性块7-2、右组成壳7-3和右柔性块7-4，左组成壳7-1通过弹性件7-5与右组成壳7-3相连接，左组成壳7-1的下方设置有左柔性块7-2，右组成壳7-3的下方设置有右柔性块7-4，当左组成壳7-1和右组成壳7-3之间通过弹性件7-5作出贴紧动作时，左柔性块7-2和右柔性块7-4相贴紧设置，当左组成壳7-1和右组成壳7-3之间通过弹性件7-5作出分离动作时，左柔性块7-2和右柔性块7-4间隙设置。

进一步的，导向组件包括导向条11和连接柱12，导向条11与楼梯扶手并列设置，其长度和走向布置与楼梯扶手一致，导向条11的一侧设置有托块，齿条2-5通过固定连接的方式设置在导向条11的托块上，多个第一导轮2-6均分为两部分，两部分分别与导向条11的上端和下端滚动配合，连接柱12的纵向截面为l形，连接柱12的一端固定连接在导向条11的另一侧，连接柱12的另一端固定连接在楼梯阶面上。

进一步的，伸缩盖7中的弹性件7-5为弹簧、杆体两端加弹簧或其他弹性结构，目的是能够使左组成壳7-1和右组成壳7-3之间的相对位置能够变化。从而适应楼梯扶手顶部宽度的不同，还能够起到支撑载物托板1和主动导向组件的作用。左柔性块7-2和右柔性块7-4均为柔性材料制成的块体，柔性材料为苯板块或海绵块，以减轻伸缩盖7的重量，左柔性块7-2和右柔性块7-4相对面上各设置有滑片，以减小伸缩盖7与民用住宅的普通楼梯扶手13之间的摩擦，便于伸缩盖7沿民用住宅的普通楼梯扶手13顺畅移动。

进一步的，载物托板1包括第二直板1-5、第三直板1-6和支撑板1-7，第二直板1-5水平设置在箱体2-1和第一导向箱2-3的正上方，第二直板1-5的一端与箱体2-1的顶部相贴紧，第三直板1-6靠近箱体2-1设置，第三直板1-6的一端通过若干个第一合页铰接在第二直板1-5上，支撑板1-7竖直设置在箱体2-1外，支撑板1-7的一侧通过若干个第二合页铰接在箱体2-1的外壁上，当第三直板1-6转动直至与第二直板1-5共面设置时，支撑板1-7的顶端顶紧在第三直板1-6的底面上。

进一步的，箱体2-1的底部设置有配合支撑板1-7的凸块8，支撑板1-7的底端贴靠在凸块8上。

进一步的，第二直板1-5顶部的两侧分别竖直并列设置有两个第二挡板1-8。第二挡板1-8用于遮挡重物，防止重物在运送过程中掉落。本实施方式中其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一相同。

工作过程：

将人手中重物放置在载物托板1上，启动电机2-2转动带动齿轮2-4转动，齿轮2-4和齿条2-5啮合，齿轮2-4转动从而带动第一导向箱2-3沿齿条2-5移动，同时多个第一导轮2-6与齿条2-5相连接的导向条11滚动配合，第一导向箱2-3移动带动载物托板1移动，同时带动伸缩盖7沿楼梯上扶手4同步移动，实现运送重物的过程，上升运送和下降运送过程通过控制电机2-2正反转即可实现。