一种履带式爬楼梯运载小车的制作方法

[0001]
本发明涉及住宅室内运载装置技术领域，具体涉及一种履带式爬楼梯运载小车。


背景技术：

[0002]
现有大量的旧房屋在建造时无配套安装电梯，通常需要依靠人力爬楼梯运送货物，因此市面上出现了履带式的爬楼梯运载装置，专利公开号为cn106394713a的发明专利就公开了一种履带式的爬楼梯装置，这种履带式爬楼梯装置具有可载重量较大，可沿梯段斜面直线运动，行进速度亦较快，防滑自锁性较好等优点，但还存在一些缺陷，如图1所示，当上坡爬楼梯起步越障时，若履带式底盘的前端的驱动轮1(履带式底盘的前端滚轮亦可为诱导轮)中心距地高度低于楼梯踏步2的高度，是无法爬上第一步踏步2的，爬楼梯便无从谈起。其驱动轮或诱导轮中心距地高度必须1.25倍于楼梯踏步的高度，才能爬上第一步楼梯踏步，那么对于180mm高的楼梯踏步，前端驱动轮或诱导轮中心距地高度需达到225mm，前端无仰角设计的履带总成的高度亦将达到450mm，即使采用前端有仰角设计的履带总成的总高度亦将达到280mm以上，导致履带总成的设计高度较高，直接导致爬楼梯装置整体重心较高，若爬楼装置在爬楼搬运货物时，很容易在爬楼梯时因重心过高而倾覆翻车。


技术实现要素：

[0003]
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种履带式爬楼梯运载小车。
[0004]
为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：
[0005]
一种履带式爬楼梯运载小车，包括：履带底盘；
[0006]
所述履带底盘的上方设置有安装台；
[0007]
所述安装台的上方设置有载物板，安装台的下方设置有中顶机构，中顶机构包括滚轮组件，中顶机构用于通过其机构内的滚轮组件沿垂直于履带底盘相邻地面一侧履带的方向移动，从而实现将履带底盘的前端向上顶起。
[0008]
优选的，所述滚轮组件包括一连接轴，连接轴的两端各设置有一滚轮，滚轮为有动力轮。
[0009]
优选的，所述中顶机构包括一长斜杆、一短斜杆和一直线推动件，短斜杆的一端与安装台铰接，短斜杆的另一端与长斜杆中部铰接，直线推动件安装于安装台上，长斜杆的一端与直线推动件的推动部铰接，长斜杆的另一端与连接轴固定相连。
[0010]
优选的，所述中顶机构包括设置于安装台的固定直筒，固定直筒内设置有直线推动件，直线推动件的的推动部与连接轴相连，且直线推动件用于推动滚轮组件沿垂直于履带底盘相邻地面一侧履带的方向移动。
[0011]
优选的，所述安装台的前端下方设置有一用于实现履带底盘前端向上仰起的前顶机构，前顶机构包括前支撑板和直线推动件，直线推动件的一端与安装台铰接，直线推动件的推动部与前支撑板的中部铰接，前支撑板的一端与履带底盘内设置有的安装板铰接，前支撑板的另一端安装有万向轮或万向球。
[0012]
优选的，所述安装台的后端下方设置有一用于实现履带底盘后端向上仰起的后顶机构，后顶机构包括后支撑板和直线推动件，直线推动件的一端与安装台铰接，直线推动件的推动部与后支撑板铰接，后支撑板的一端与履带底盘内设置有的安装板铰接，后支撑板的另一端安装有万向轮或万向球。
[0013]
优选的，所述载物板与安装台滑动连接，安装台设置有用于驱动载物板相对于安装台前后移动的直线推动件。
[0014]
优选的，所述载物板的上方还滑动连接有一叠加移动板，载物板设置有用于驱动叠加移动板相对于载物板移动的直线推动件。
[0015]
优选的，所述直线推动件为线性模组、直线电缸、气缸或者液压缸。
[0016]
优选的，所述安装台的后端下方还设置有缓冲轮。
[0017]
本发明的有益效果为：
[0018]
本发明中顶机构内的滚轮组件沿垂直于履带底盘相邻地面一侧履带的方向移动向下被推出时，直至接地后，反作用力将整车前端顶起，而履带的后端着地，形成整车前端翘起的倾斜状态，依靠履带后端和中顶机构的滚轮支撑住整车，使其保持住稳定地倾斜状态，履带驱动整车前行，履带前部越过楼梯踏步，滚轮组件沿垂直于履带底盘相邻地面一侧履带的方向被驱动往上回缩，履带前部下降搭在第二步踏步边缘之上，完成了履带运载装置上坡爬楼梯的起步进占过程，本发明借助中顶机构完成起步进占，避免通过增加驱动轮或诱导轮中心距地高度的方式带来的爬楼装置整体重心较高，在爬楼时因重心过高而翻车的危险。本发明结构简单，安全高效。
附图说明
[0019]
图1为现有履带爬楼装置的示意图；
[0020]
图2为本发明实施例一的结构示意图；
[0021]
图3为本发明实施例一中顶机构、前顶机构和后顶机构伸出时的示意图；
[0022]
图4为本发明实施例二的结构示意图；
[0023]
图5为本发明实施例二中顶机构、前顶机构和后顶机构伸出时的示意图；
[0024]
图6为本发明通过中顶机构逐步完成上坡爬楼梯起步进占过程的示意图；
[0025]
图7为本发明通过前顶机构爬楼梯到顶时的示意图；
[0026]
图8为本发明通过前顶机构下坡爬楼梯时的示意图；
[0027]
图9为本发明使用履带全悬浮姿态人工转向法转向的示意图；
[0028]
图10为本发明使用前端大角度翘起履带转向法转向的示意图；
[0029]
图11为本发明使用后端大角度翘起履带转向法转向的示意图；
[0030]
图12为本发明使用前端小角度翘起履带转向法转向的示意图；
[0031]
图13为本发明使用后端小角度翘起履带转向法转向的示意图；
[0032]
图14为本发明使用后端大角度翘起轮毂电机转向法转向的示意图；
[0033]
图15为本发明使用前端大角度翘起轮毂电机转向法转向的示意图；
[0034]
图16为本发明使用前三轮水平姿态轮毂电机转向法转向的示意图；
[0035]
图17为本发明使用后三轮水平姿态轮毂电机转向法转向的示意图；
[0036]
图18为本发明使用平移腾挪的示意图；
[0037]
图19为本发明使用缓冲轮下楼梯时的示意图；
[0038]
图20为本发明中载物板前移、居中和后移时的示意图；
[0039]
图21为本发明中叠加移动板前移、居中和后移时的示意图。
[0040]
附图标记说明：
[0041]
1、驱动轮；2、踏步；3、履带底盘；4、安装台；5、载物板；6、中顶机构；7、滚轮组件；8、履带；9、连接轴；10、滚轮；11、长斜杆；12、短斜杆；13、线性模组；14、固定直筒；15、直线推动件；16、前支撑板；17、安装板；18、万向轮；19、后顶机构；20、后支撑板；21、叠加移动板；22、缓冲轮，23、前顶机构；24、可移动座椅。
具体实施方式
[0042]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]
实施例一
[0044]
如图2-5所示，一种履带式爬楼梯运载小车，包括：履带底盘3(其履带底盘3实施结构为常规履带底盘3实施结构，且在专利公开号为cn106394713a的发明申请专利中已有详细阐述，因此在此不再赘述)；
[0045]
所述履带底盘3的上方设置有安装台4；
[0046]
所述安装台4的上方滑动连接有一载物板5，安装台4的下方设置有中顶机构6，中顶机构6包括滚轮组件7，中顶机构6内的滚轮组件7沿垂直于履带底盘3相邻地面一侧履带8的方向被推出向下移动时，直至接地后，反作用力将整车前端顶起，而履带8的后端着地，形成整车前端翘起的倾斜状态，依靠履带8后端和中顶机构6的滚轮10支撑住整车，使其保持住稳定地倾斜状态，履带8驱动整车前行，履带8前部越过楼梯踏步2，滚轮组件7沿垂直于履带底盘3相邻地面一侧履带8的方向被驱动往上回缩时，履带8前部下降搭在第二步踏步2边缘之上，完成了履带8运载装置上坡爬楼梯的起步进占过程(如图6所示)，本发明借助中顶机构6改变整车空间姿态进而完成起步进占，避免通过增加驱动轮或诱导轮中心距地高度的方式带来的爬楼装置整体重心较高，在爬楼时因重心过高而翻车的危险。
[0047]
具体地，如图3所示，在本实施例中，所述滚轮组件7包括一连接轴9，连接轴9的两端各设置有一滚轮10，滚轮10为有动力轮，其中，滚轮10为采用由轮毂电机直接驱动的滚轮10。
[0048]
具体地，如图2-3所示，在本实施例中，所述中顶机构6包括一长斜杆11、一短斜杆12和一线性模组13，短斜杆12的一端与安装台4铰接，短斜杆12的另一端与长斜杆11中部铰接，线性模组13安装于安装台4下，长斜杆11的一端与线性模组13的移动块铰接，长斜杆11的另一端与连接轴9相连，呈现t形节点，在线性模组13的驱动下，与连接轴9直接相连的滚轮10沿垂直于履带底盘3相邻地面一侧履带8的方向来回移动。
[0049]
如图2-3所示，在本实施例中，所述安装台4的前端下方设置有一前顶机构，前顶机构包括前支撑板16和直线推动件15，直线推动件15的一端与安装台4铰接，直线推动件15(本实施例中为油缸)的推动块与前支撑板16的中部铰接，前支撑板16的一端与履带底盘3
内设置有的安装板17铰接，前支撑板16的另一端安装有万向轮18，直线推动件15推动前支撑板16绕前支撑板16与安装板17铰接点旋转，前支撑板16一端的万向轮18随之旋转，直至万向轮18接地后，前顶机构可用于实现履带底盘3前端向上仰起。
[0050]
现有履带爬楼装置在上坡爬楼梯段斜面末端，小车由倾斜状态转换为水平状态，整车将出现前端跌落而后端翘起的加速度转角运动，整车前端将发生向下冲击现象。而在下坡爬楼梯段斜面始端，小车由水平状态转换为倾斜状态，整车又将出现前端跌落而后端翘起的加速度转角运动，整车前端又将发生向下冲击现象，甚至向前翻筋斗式翻车。这对于载物载人都是非常不利的，且是不可接受的。
[0051]
如图7所示，本发明小车上坡爬楼梯到顶时，适时停车，小车前端呈现悬挑状态，前顶机构23顶出，小车前行，小车前端跌落，前支撑板16前端的万向轮18接地，停车，收回前顶机构23，小车前端缓慢下降，呈现水平姿态，履带8逐渐平行接地。如图8所示，小车在平台上，准备下坡爬楼梯，小车前行停车，小车前端呈现悬挑状态，顶出前顶机构23，小车继续前行，小车前端跌落，前支撑板16或万向轮18接地，停车，再收回前支撑板16，小车前端缓慢下降并着地，小车逐渐呈现下坡倾斜状态。
[0052]
进一步优选方案的，前支撑板16下面安装有橡胶板，以增强对地的摩擦力和啮合力。前顶机构23作为减缓履带8前端磕头冲击力的缓冲机构，大幅度减小了小车前端跌落的行程和冲击力。而当向上收回前支撑板16并复原位，整车前端下降并着地。
[0053]
如图2-3所示，在本实施例中，所述安装台4的后端下方设置有一后顶机构19，后顶机构19包括后支撑板20和直线推动件15，直线推动件15的一端与安装台4铰接，直线推动件15(本实施例中为油缸)的推动块与后支撑板20的中部铰接，后支撑板20的一端与履带底盘3内设置有的安装板17铰接，后支撑板20的另一端安装有万向轮18，直线推动件15推动后支撑板20绕后支撑板20与安装板17铰接点旋转，后支撑板20一端的万向轮18随之旋转，直至万向轮18接地后，后顶机构19可用于实现履带底盘3后端向上仰起。
[0054]
传统的履带式底盘转向方式是基于水平姿态和履带全接地的状态下，为一侧履带8制动刹车，另一侧履带8驱动前行或后退，其旋转中心点为制动侧履带8的接地面中心点。在住宅内楼梯平台上转向时，此转向方式将无法完成通过较狭窄的楼梯平台。例如，1.2米长
×
0.6米宽
×
0.26米高的传统履带底盘，将无法转向而通行于1100mm宽度的矩形平台。若降低履带8的接地长度，又会直接导致底盘爬楼梯时纵向极不稳定，必定发生倾覆翻车，无法实现爬楼梯。
[0055]
而本发明的履带式底盘可有新增的9种就地转向方案：
[0056]
方案一：悬浮姿态人工转向法，见图9所示，其重心居中，中顶机构6顶出，人工施力辅助平衡，履带8全悬浮水平姿态。一侧轮毂电机驱动轮刹车另一侧轮毂电机驱动轮旋转驱动，旋转中心在刹车一侧轮毂电机驱动轮接地点。
[0057]
方案二：前端大角度翘起履带8转向法，见图10所示，其重心靠后，中顶机构6顶出，前端大角度翘起，履带8后端着地。一侧履带8刹车另一侧履带8驱动，旋转中心在刹车一侧履带8后端接地中心。
[0058]
方案三：后端大角度翘起履带8转向法，见图11所示，其重心靠前，中顶机构6顶出，后端大角度翘起，履带8前端着地。一侧履带8刹车另一侧履带8驱动，旋转中心在刹车一侧履带8前端接地中心。
[0059]
方案四：前端小角度翘起履带8转向法，见图12所示，其重心居中，前顶机构顶出，万向球接地，前端小角度翘起，履带8后端着地。一侧履带8刹车另一侧履带8驱动，旋转中心在刹车一侧履带8后端接地中心。
[0060]
方案五：后端小角度翘起履带8转向法，见图13所示，其重心居中，后顶机构19顶出，万向球接地，后端小角度翘起，履带8前端着地。一侧履带8刹车另一侧履带8驱动，旋转中心在刹车一侧履带8前端接地中心。
[0061]
方案六：后端大角度翘起轮毂电机转向法，见图14所示，其重心靠后，中顶机构6顶出，前顶机构顶出，后端大角度翘起。一侧轮毂电机驱动轮刹车另一侧轮毂电机驱动轮旋转驱动，旋转中心在刹车一侧轮毂电机驱动轮接地点。
[0062]
方案七：前端大角度翘起轮毂电机转向法，见图15所示，其重心靠前，中顶机构6顶出，后顶机构19顶出，前端大角度翘起。一侧轮毂电机驱动轮刹车另一侧轮毂电机驱动轮旋转驱动，旋转中心在刹车一侧轮毂电机驱动轮接地点。
[0063]
方案八：前三轮水平姿态轮毂电机转向法，见图16所示，其重心靠前，中顶机构6顶出，前顶机构顶出，前三轮支承，后部悬空，小车呈现水平姿态。一侧轮毂电机驱动轮刹车另一侧轮毂电机驱动轮旋转驱动，旋转中心在刹车一侧轮毂电机驱动轮接地点。
[0064]
方案九：后三轮水平姿态轮毂电机转向法，见图17所示，其重心靠后，中顶机构6顶出，后顶机构19顶出，后三轮支承，前部悬空，小车呈现水平姿态。一侧轮毂电机驱动轮刹车另一侧轮毂电机驱动轮旋转驱动，旋转中心在刹车一侧轮毂电机驱动轮接地点。
[0065]
还可以依据上述方案作扩展方案，见图18所示，当一部小车在楼梯平台上，需要就地向左平移腾挪时，首先采用前端小角度翘起履带转向法，使得小车前端向左侧移动腾挪，其次采用后端小角度翘起履带转向法，使得小车后端向左侧移动腾挪，便完成了一次平移腾挪的过程；其位置变换轨迹类似于n字形。同理，小车亦可以就地向右平移腾挪，不再赘述。
[0066]
如图2-5所示，在本实施例中，所述载物板5与安装台4滑动连接，其中在载物板5与安装台4之间可采用直线滑轨实现滑动连接，当然，用户可根据实际需求为实现滑动连接作其他结构设置，安装台4设置有用于驱动载物板5相对于安装台4移动的直线推动件15。如图21所示，在本实施例中，所述载物板5的上方还滑动连接有一叠加移动板21，其中在载物板5与叠加移动板21之间可采用直线滑轨实现滑动连接，载物板5设置有用于驱动叠加移动板21相对于载物板5移动的直线推动件15。上述直线推动件15可为直线电缸、气缸或者液压缸。在叠加移动板21上可设置有可移动座椅24，实现载人爬楼梯。
[0067]
传统的爬楼装置在爬楼梯上坡时载物重心后移，当超出一定数值范围时，将出现向后翻筋斗式的翻车。传统的爬楼装置在爬楼梯下坡时载物重心前移，当超出一定数值范围时，将出现向前翻筋斗式的翻车。而本发明的载物板5以及载物板5之上设置有的叠加移动板21可大幅度实时按需调整本发明载人载物时重心位置(如图20以及图21所示)。
[0068]
另外，通过上述载物重心调整方法、前顶机构、中顶机构和后顶机构的组合，还可以得到如下起步进占扩展方案：
[0069]
第一、90
°
旋转进占法。在楼梯平台上，载物重心居中，本发明小车纵轴线与上坡楼梯纵轴线呈90度夹角，驱动前行，履带8侧面靠近且平行楼梯踏步2边缘，适当位置停车；中顶机构顶出，小车前端大角度上翘，再顶出后顶机构，履带8全面脱离地面；载物重心前移；
一侧轮毂电机驱动轮刹车另一侧轮毂电机驱动轮旋转驱动，实现就地转向90
°
；收回中顶机构，小车履带8前部下降搭在第二步踏步2缘之上；再收回后顶机构，履带8后端着地；便完成了小车上坡爬楼梯的起步进占过程。此方法适用于较狭窄的楼梯平台，1.2米长
×
0.6米宽
×
0.26米高的履带底盘，可以通行于1100mm宽度的矩形平台。
[0070]
第二、两次旋转进占方法，在平台上，载物重心居中，小车纵轴线与上坡楼梯的纵轴线呈90度夹角；驱动履带8前行，履带8侧面靠近且平行楼梯踏步2边缘，适当位置停车；中顶机构顶出，小车前端大角度上翘，履带8后端接地，载物重心适当后移；一侧履带8刹车另一侧履带8驱动前行，小车前端横移，一侧轮毂电机驱动轮侧面接触踏步2立面后，停车(此时小车前部有部分进占到第一步踏步2的上方空间)，实现了第一次旋转；接下来载物重心前移，后顶机构顶出，履带8全面脱离地面；一侧轮毂电机驱动轮刹车另一侧轮毂电机驱动轮旋转驱动，小车纵向轴线完全平行于楼梯纵向轴线，小车前部完全进占到第二步踏步2的上方空间，实现了第二次旋转；收回中顶机构，履带8前部搭在第二步踏步2缘之上；收回后顶机构，履带8后端着地；两次旋转共完成90
°
转向，便完成了上坡爬楼梯的起步进占过程。此方法适用于极狭窄的楼梯平台，1.2米长
×
0.6米宽
×
0.26米高的履带底盘，可以通行于1000mm宽度的矩形平台。
[0071]
第三，高位水平姿态+两次旋转进占法。在平台上，载物重心居中，小车纵轴线与上坡楼梯的纵轴线呈90度夹角；驱动履带8前行，履带8侧面靠近且平行楼梯踏步2边缘，适当位置停车；中顶机构顶出，小车前端大角度上翘，履带8后端接地，载物重心适当后移；一侧履带8刹车另一侧履带8驱动前行，小车前端横移，一侧轮毂电机驱动轮侧面接触踏步2立面后，停车(此时小车前部有部分进占到第一步踏步2的上方空间)，实现了第一次旋转；接下来载物重心适当前移，后顶机构顶出，履带8全面脱离地面，小车呈现后三轮支撑的高位水平姿态(所谓高位水平姿态，即小车的履带距离地面大于两步踏步的高度)；接下来一侧轮毂电机驱动轮刹车另一侧轮毂电机驱动轮旋转驱动，小车纵向轴线完全平行于楼梯纵向轴线，小车前部完全进占到第二步踏步2的上方空间，实现了第二次旋转；两次旋转共完成90
°
转向。先收回中顶机构，履带8前部搭在第二步踏步2缘之上；再收回后顶机构，履带8后端着地，便完成了上坡爬楼梯的起步进占过程。此方法适用于极狭窄的楼梯平台，1.2米长
×
0.6米宽
×
0.26米高的履带底盘，可以通行于900mm宽度的矩形平台。
[0072]
如图19所示，在本实施例中，所述安装台4的后端还设置有缓冲轮22，且缓冲轮22下缘不高于履带8驱动轮中心高度，当履带8后端将离开踏步2边缘时，由缓冲轮22接续受力支撑。当缓冲轮22后端将脱离踏步2边缘时，由此履带8后端跌落的行程已大幅度减少，缓冲轮22与安装台4的连接支座优选采用弹性支座。当其弹性位移足够大时且弹性模量适当时，可完全消除小车后端跌落冲击力。
[0073]
实施例二
[0074]
如图4-5所示，在本实施例二中，所述中顶机构6包括设置于安装台4的固定直筒14，固定直筒14设置有直线推动件15，直线推动件15与连接轴9相连，通过直线推动件15推动滚轮组件7沿垂直于履带底盘3相邻地面一侧履带8的方向移动，在移动重心的配合下，进而使整车形成前端翘起的倾斜状态，实施例二其余结构与实施例一一致，此处不再赘述。
[0075]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员
来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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