技术领域
[0001] 本发明涉及机械涉及技术领域，具体涉及一种爬楼机。
相关背景技术
[0002] 目前，公知的搬运车由轮胎和车架连接而成，重物放置在搬运车上由人推动行走，但是这种搬运车只能在平整无台阶的路面上行走，当需要搬运电机上下楼梯时，用普通搬运车上下楼梯极为费力而且比较危险，所以一般还是要依靠人工搬运。
[0003] 申请号为CN202222986380.3的发明公开了一种全自动直立式履带爬楼机，包括座椅、履带式爬楼机构、降落机构和安装架体，降落机构固定安装于安装架体，降落机构用于带动履带式爬楼机构下降至与地面接触，座椅可转动的安装于安装架体，座椅调平机构用于推动座椅沿着铰接处旋转，上述爬楼机采用履带结构进行爬楼，此类履带式的爬楼机存在以下不足，（1）爬楼机通过气缸将履带结构可升降式安装在爬楼机的车架上，当履带结构受到冲击载荷时，车架主体容易受到冲击载荷的作用，发生剩下晃动，影响车身主体的稳定性；（2）履带与台阶尖端之间接触面积较小，容易使得履带与台阶尖端之间发生打滑的现象，影响爬楼机爬楼的稳定性，履带式的爬楼机所能承载的重力较小，无法对质量较大的货物进行搬运。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图对本发明进行进一步描述。
[0029] 一种爬楼机，包括爬楼机车架3、主步进机构1和副步进机构2，在爬楼机车架3上可伸缩式的车架轮，在平地移动过程中，将车架轮伸出主步进机构1，通过车架轮对爬楼机进行移动，保证爬楼机平地移动的稳定性，在爬楼时，将车架轮收起，通过主步进机构1、副步进机构2进行爬楼，保证爬楼移动的稳定性，以便于实现本爬楼机满足爬楼、平面移动两用能力，主步进机构1、副步进机构2分别安装在爬楼机车架3上，且副步进机构2安装在主步进机构1的末端，通过副步进机构2为主步进机构1提供后续的爬楼动力及爬楼时的稳定性，从而实现将整个爬楼机爬上最顶端的阶梯。
[0030] 爬楼机车架包括主体车架31、承载车架32和底座车架33，承载车架32、底座车架33分别摆动式安装在主体车架31上，主体车架31与爬楼机的步进装置连接，在承载车架32、底座车架33上分别安装前后轮，承载车架32与主体车架31之间连接有车架调节件3‑1，通过车架调节件3‑1驱动承载车架32相对主体车架31摆动，使得承载车架32相对主体车架31倾斜，底座车架33通过连接件3‑2与承载车架32连接，使得底座车架33随着承载车架32摆动，通过单个车架调节件3‑1同时驱动承载车架32、底座车架33相对于主体车架31进行摆动，安装在承载车架32、底座车架33上后轮相对主体车架31进行升降，同时通过调节前轮伸缩杆3‑8调节前轮的升降，主体车架31直接与爬楼机的履带结构连接，从而保证主体车架31的稳定性，保证本爬楼机车架的整体稳定性，且始终将承载车架32保持在水平状态。
[0031] 主体车架31的一侧连接有向上安装的承载连接座3‑16和向下安装的底座连接座3‑17，承载车架32通过转轴与承载连接座3‑16转动连接，底座车架33通过转轴与底座连接座3‑17转动连接，从而使得承载车架32、底座车架33摆动安装在主体车架31的同一侧，爬楼时为减少底座车架33的摆动幅度，连接件3‑2上端布设在承重车架32靠近纵向杆3‑19前端的位置，而连接件3‑2下端与底座车架33连接的位置比上端距离稍远。
[0032] 本市实施例中，底座连接座3‑17布设在承载连接座3‑16的外侧，从而使得承载连接座3‑16到连接件3‑2之间的间距小于底座连接座3‑17到连接件3‑2之间的间距，缩小安装在底座连接座3‑17上的后轮摆动幅度，从而防止底座连接座3‑17与主体车架31发生干涉。
[0033] 底座车架33上连接有连接横杆3‑5和后轮座3‑6，连接横杆3‑5布设在靠近底座连接座3‑17的一侧，优选的，连接横杆3‑5与底座连接座3‑17之间的间距占连接横杆3‑5长度的三分之一，后轮座3‑6布设在底座车架33远离摆动中心的一侧，即，后轮座3‑6连接在底座车架33的尾部，在后轮座3‑6内设有后轮3‑18。
[0034] 承载车架32包括横置车架3‑3和连接在横置车架3‑3下方的竖向连接杆3‑4，竖向连接杆3‑4转动安装在承载连接座3‑16上，常态下，横置车架3‑3与主体车架31平行设置，横置车架3‑3上设有纵向杆3‑19，纵向杆3‑19用于安装车架调节件3‑1、连接件3‑2。
[0035] 连接件3‑2的两端分别通过铰链与连接横杆3‑5、纵向杆3‑19转动连接，车架调节件3‑1的两端通过铰链与纵向杆3‑19、主体车架31转动连接。
[0036] 承载车架32的前端连接有前轮支架3‑7，前轮支架3‑7包括导向杆3‑9、前轮3‑10和前轮架杆3‑11，前轮3‑10转动安装在前轮架杆3‑11的两侧，导向杆3‑9连接在前轮架杆3‑11上，且导向杆3‑9与承载车架32滑动连接，前轮伸缩件3‑8分别与前轮架杆3‑11、承载车架32连接，通过前轮伸缩件3‑8驱动前轮3‑10进行上下移动，从而便在使用履带时将前轮3‑10收起，前轮架杆3‑11两端安装有驱动前轮3‑10的电机3‑21，电机3‑21分别与前轮3‑10通过轴链接，电机3‑21提供平地行驶的动力和爬楼机运行至楼梯顶端时前轮3‑10下降时前行的动力。
[0037] 为便于将前轮支架3‑7可伸缩式安装在承载车架32上，承载车架32的前端面上设有动力连接杆3‑12和导向块3‑13，前轮伸缩件3‑8的上下两端分别同轴转轴与动力连接杆3‑12、前轮架杆3‑11转动连接，导向杆3‑9滑动安装在导向块3‑13上，通过导向杆3‑9对前轮支架3‑7的伸缩进行导向。
[0038] 主体车架31的后端设有承载架3‑14，承载车架32的摆动端抵设在承载架3‑14上，即，承载车架32远离承载连接座3‑16一侧抵靠在承载架3‑14上，使得常态下无需车架调节件3‑1介入即可保证承载车架32处于水平状态；承载架3‑14与支撑架2‑2之间通过副伸缩件3‑15连接，通过副伸缩件3‑15控制副步进机构2摆动，实现副步进机构2收折。
[0039] 主体车架31的两侧与爬楼机步进装置的主步进机构1连接，主体车架31的两侧分别连接有过渡段3‑20，主步进机构1的主履带支撑架1‑20通过过渡段3‑20与主体车架31连接，链板驱动轮1‑15分别转动安装在主体车架31的前后两端。
[0040] 爬楼机步进装置，包括主步进机构1和副步进机构2，副步进机构2摆动式安装在主步进机构1的末端，主步进机构1为爬楼机爬楼提供主动作用力，当主步进机构1爬升至楼梯顶端时，主步进机构1与台阶面之间的接触面减小，通过副步进机构2为主步进机构1提供后续的爬楼动力及爬楼时的稳定性，从而实现将整个爬楼机爬上最顶端的阶梯。
[0041] 主步进机构1包括主履带11、主履带支撑件和链板驱动轮1‑15，主履带11安装在相邻的链板驱动轮1‑15上，主履带支撑件安装在主履带11的内侧，用于对主履带11提供支撑力，保证主履带11能始终与台阶的台阶角接触，保证主步进机构1能够稳定的爬升。
[0042] 主履带11包含多个通过转轴1‑19连接的链板组件，链板组件包括链板1‑1和脚下支撑板1‑2，脚下支撑板1‑2滑动安装在链板1‑1上，便于脚下支撑板1‑2沿着链板1‑1进行前后连接，在爬楼机爬楼的过程中，爬楼机的链板1‑1与台阶的台阶角接触，接触面积较小，容易发生打滑，通过在链板1‑1上设置脚下支撑板1‑2，便于脚下支撑板1‑2与台阶的上端台阶面进行接触，一方面增大链板组件与台阶的接触面积，另一方面，脚下支撑板1‑2可以为链板1‑1提供一定的支撑力，从而为整个爬楼机在台阶上进行爬升的作用力，保证爬楼机可以稳定的向上爬升，并且具有更大的载重量；同时爬楼机爬楼的过程中，还存在脚下支撑板1‑2的尖端与台阶的台阶角接触的情况，此时链板组件与台阶为线接触，在重力作用下，脚下支撑板1‑2与台阶的接触为不稳定的接触关系，使得爬楼机容易产生冲击，为进一步保证爬楼机的运行稳定性，将脚下支撑板1‑2滑动安装在链板1‑1上，当脚下支撑板1‑2的尖角与台阶的台阶角接触时，脚下支撑板1‑2受到爬楼机的重力作用沿着台阶的上端面或者侧壁进行滑移，当脚下支撑板1‑2沿着上端面进行滑移时，脚下支撑板1‑2为链板1‑1提供一定的支撑力，当脚下支撑板1‑2沿着上端面进行滑移时，脚下支撑板1‑2抵接在台阶侧壁上，为爬楼机提供一定的缓冲，防止爬楼机产生向下的冲击，通过滑动安装在链板1‑1上的脚下支撑板
1‑2可以进一步保证本爬楼机的爬行稳定性。
[0043] 脚下支撑板1‑2为弧形结构，弧形的脚下支撑板1‑2朝向链板1‑1弯曲，脚下支撑板1‑2与台阶的上端面接触时，脚下支撑板1‑2相对台阶上端面的接触位置会随着爬楼机爬行而发生变化，脚下支撑板1‑2的弧面可以保证其抵设在台阶面的各个位置上，从而保证脚下支撑板1‑2可以为链板组件提供稳定的支撑力，同时，脚下支撑板1‑2相对链板1‑1端面倾斜设置，且脚下支撑板1‑2朝向爬楼机的步进方向倾斜，保证脚下支撑板1‑2与台阶上端面的接触面始终为弧形面，防止脚下支撑板1‑2的尖端与台阶上端面接触的风险，保证爬楼机的工作稳定性。
[0044] 所述脚下支撑板1‑2的尖端位置上偏置安装有脚尖轮1‑3，且脚尖轮1‑3的一侧边缘伸出脚下支撑板1‑2的边缘设置，保证台阶的台阶角可以与脚尖轮1‑3进行接触，当台阶的台阶角与脚尖轮1‑3接触时，脚下支撑板1‑2沿着楼梯台阶侧壁向下移动，优选的，脚尖轮1‑3偏置安装在脚下支撑板1‑2朝向链板1‑1的一侧，保证脚下支撑板1‑2能够稳定的沿着楼梯台阶侧壁向下移动。
[0045] 链板1‑1的外侧端面上设有橡胶材质的步进凸起条1‑13，保证链板1‑1与台阶的摩擦力，便于提高爬楼机的步进稳定性，在链板1‑1的后端面上设有导向板1‑14，导向板与链板1‑1的内侧端面之间形成导向槽1‑9，脚下支撑板1‑2上安装的滑移辊子1‑10安装在导向槽1‑9内，便于对脚下支撑板1‑2的移动提供导向作用，在链板1‑1的中部设有安装插槽1‑11，用于脚下支撑板1‑2插接至链板1‑1上，并使得脚下支撑板1‑2上的滑移辊子1‑10与导向槽1‑9连接。
[0046] 在一些实施例中，滑移辊子1‑10呈两排布设，其中一排与导向槽1‑9的上端面接触，另一排与导向槽1‑9的下端面接触，保证移动棍子1‑10可以在导向槽1‑9内稳定平移。
[0047] 在导向槽1‑9内安装有复位件1‑12，复位件1‑12的两端分别与导向槽1‑9内壁、滑移辊子1‑10接触，便于将脚下支撑板1‑2复位至链板1‑1的中部。
[0048] 脚下支撑板1‑2包括爬行支撑部1‑7和滑动安装部1‑8，爬行支撑部1‑7伸出链板1‑1的外侧端面设置，便于爬行支撑部1‑7与台阶接触，滑动安装部1‑8滑动安装在链板1‑1内，便于将脚下支撑板1‑2滑动安装在链板1‑1上。
[0049] 爬行支撑部1‑7的宽度大于滑动安装部1‑8的宽度，从而通过链板1‑1的外部端面为爬行支撑部1‑7提供一定的支撑力，保证链板组件的承载能力。
[0050] 爬行支撑部1‑7呈叉形结构，在叉形结构内安装有脚皮带1‑4，脚皮带1‑4的下端面伸出脚下支撑板1‑2的下端面设置，通过脚皮带1‑4将脚下支撑板1‑2与台阶的滑动摩擦改为滚动摩擦，使脚下支撑板1‑2和主履带11都能更好的分别紧贴着台阶面和台阶角，并提高脚下支撑板1‑2的使用寿命。
[0051] 脚下支撑板1‑2内安装有皮带辊子1‑5，脚皮带1‑4通过皮带辊子1‑5安装在脚下支撑板1‑2内，相邻的皮带辊子1‑5之间设有支撑辊子1‑6，用于对脚皮带1‑4的下端面进行支撑防止脚皮带1‑4受力发生形变后仍为脚下支撑板1‑2与台阶接触，进一步提高脚下支撑板1‑2的使用寿命。
[0052] 在一些优选的方式中，皮带辊子1‑5为单向轮，即，皮带辊子1‑5只能沿顺时针方向转动，并带动安装在皮带辊子1‑5上的脚皮带1‑4也只能沿顺时针方向转动，防止脚下支撑板1‑2在台阶面上时往外滑。
[0053] 当脚下支撑板1‑2下端的脚尖轮1‑3移动至台阶角处时，由于脚尖论1‑3位于脚下支撑板1‑2的端部，且位于脚下支撑板1‑2的中心线偏上点，使得脚下支撑板1‑2与台阶角接触存在两种情况，情况一，脚下支撑板1‑2端部的脚尖轮1‑3的中心线以上部分与台阶角接触，这种情况下，脚下支撑板1‑2沿导向槽1‑9和安装插槽1‑11滑移，使得脚尖轮1‑3顶着台阶侧壁下滑；情况二，脚下支撑板1‑2端部的脚尖轮1‑3的中心线以下部分与台阶角接触，这种情况下，脚下支撑板1‑2受到脚皮带1‑4的作用沿着台阶上端面平移。
[0054] 链板1‑1上设有卡接块1‑16，链板驱动轮1‑15上设有卡槽1‑17，链板1‑1通过卡接块1‑16与卡槽1‑17连接，通过卡接块1‑16、卡槽1‑17的配合，防止链板1‑1相对链板驱动轮1‑15的边缘发生打滑，保证驱动轮1‑15上的动力可以持续输送到链板1‑1上，从而保证爬楼机能够稳定爬升。
[0055] 本实施例中，链板1‑1为长直板，对应的，链板驱动轮1‑15为多边形结构，链板1‑1的两侧转轴1‑19轴线之间的间距与链板驱动轮1‑15的边长一致，保证链板驱动轮1‑15可以稳定驱动主履带11步进。
[0056] 主履带支撑件包括主履带支撑架1‑20和转动安装在主履带支撑架1‑20上的支撑轮1‑21，支撑轮1‑21对主履带11进行支撑，保证主履带11的刚性，从而防止主履带11与台阶的台阶角之间发生打滑现象。
[0057] 在导向板1‑14、卡接块1‑16之间形成有支撑间隙1‑18，支撑轮1‑21布设在支撑间隙1‑18内，从而通过支撑轮1‑21对主履带11进行支撑。
[0058] 副步进机构2包括副履带21、副履带驱动轮2‑1和副履带支撑件，副履带21安装在副履带驱动轮2‑1的外侧，副履带支撑件安装在相邻的副履带驱动轮2‑1之间，通过副履带支撑件保证副履带21的整体刚性，从而防止副履带21与台阶的台阶角之间发生打滑现象，保证副步进机构2可以持续为主步进机构1提供步进动力，本实施例中，副履带21摆动式安装在主履带11的末端，推动主步进机构1前移，优选的，副履带21、主履带11可采用同一动力源提供动力。
[0059] 副履带驱动轮2‑1包括第一驱动轮2‑4和第二从动轮2‑5，第一驱动轮2‑4与链板驱动轮1‑15同轴布设，第二从动轮2‑5的直径小于第一驱动轮2‑4的直径，副履带21套设在第一驱动轮2‑4、第二从动轮2‑5上。
[0060] 通过直径较小的第二从动轮2‑5的设置，便于将副步进机构2的末端宽度进行收窄，从而便于将副步进机构2竖向收折在主步进机构1上，防止副步进机构2与爬楼机的其他部件发生干涉。
[0061] 副履带支撑件包括支撑架2‑2和支撑滚轮2‑3，支撑架2‑2的一端与第一驱动轮2‑4、链板驱动轮1‑15通过同一根转轴转动连接，第一驱动轮2‑4、第二从动轮2‑5分别安装在支撑架2‑2的两端，支撑滚轮2‑3安装在支撑架2‑2上，且支撑滚轮2‑3对副履带21进行支撑。
[0062] 本实施例中，支撑架2‑2的上端呈锥形结构，使得支撑架2‑2的两侧侧边与副履带21平行布设，从而便于支撑滚轮2‑3对副履带21进行支撑。
[0063] 本爬楼机步进装置的工作原理如下，爬楼机水平状态下行驶至台阶前，主步进机构1靠近台阶侧壁，前轮伸缩杆3‑8把前轮升起，主履带11与地面接触，在链板驱动轮1‑15的作用下，主履带11转动，链板1‑1平移，爬行支撑部1‑7搁置在台阶面上，随着链板1‑1持续步进，使得主履带11爬升，在车架调节件3‑1的调节下，承载车架32调高至水平位置，后轮3‑18随着抬高，主履带11承重并和台阶接触，同时，副步进机构2与地面贴合，通过副步进机构2也可为主步进机构1爬楼提供动力；
主步进机构1正常爬升阶段时，副步进机构2与主步进机构1位于同一平面上（副步进机构2也可以相对主步进机构1倾斜设置，保证副步进机构2与台阶的台阶角接触即可），副步进机构2与台阶的台阶角接触为主步进机构1提供爬升力；
主步进机构1爬升至台阶的末端上时，此时主步进机构1的倾角仍与台阶的倾角保
持一致，通过副步进机构2持续为主步进机构1提供爬升动力，当主步进机构1升至一定位置（爬楼机重心快要脱离台阶）时，在前轮伸缩件3‑8的调节下，前轮支架3‑7下降，前轮3‑10与台阶上端面接触，前轮3‑10对爬楼机起承重作用，前轮电机3‑21开始工作提供前行动力，此时，主步进机构1和副步进机构2仍然提供前行动力，当主步进机构1脱离最顶端台阶的台阶角后，在车架调节件3‑1的调节下，承载车架32、底座车架33的倾角逐渐摆动至水平位置，后轮3‑18随着下降并与地面接触，主履带11和台阶分离，副步进机构2收折，使得副步进机构2与台阶的台阶角分离，爬楼机恢复至水平行驶状态。
[0064] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
[0065] 尽管本文较多地使用了图中附图标记对应的术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
