一种爬楼载物车

摘要

本发明属于机器人行走机构相关技术领域，其公开了一种爬楼载物车，所述爬楼载物车包括机架、两个主侧板、两个四连杆、爬楼拖杆及摩擦轮，两个所述主侧板固定连接于所述机架的一端，且两个所述主侧板分别位于所述机架相背的两侧；两个所述四连杆分别连接于两个所述主侧板；所述爬楼拖杆的两端分别连接于两个所述四连杆，且分别设置有所述摩擦轮；所述爬楼载物车工作时，所述摩擦轮始终与楼梯相贴合以提供所述爬楼载物车所需的摩擦力。本发明通过采用四连杆使得所述载物车始终很好地与楼梯相贴合，提高了爬楼的稳定性，减小了爬楼过程中的颠簸及颠簸造成的能量浪费和货物的损坏。

权利要求

1.一种爬楼载物车，其特征在于：

所述爬楼载物车包括机架、两个主侧板、两个四连杆、爬楼拖杆及摩擦轮，两个所述主侧板固定连接于所述机架的一端，且两个所述主侧板分别位于所述机架相背的两侧；两个所述四连杆分别连接于两个所述主侧板；

所述四连杆包括传动杆、与所述传动杆间隔设置的支撑杆及连动杆，所述传动杆的一端铰接于所述主侧板，另一端连接于所述连动杆的中部，所述支撑杆的一端连接于所述主侧板，另一端连接于所述连动杆的一端，如此形成所述四连杆；所述爬楼拖杆的两端分别连接于两个所述连动杆的另一端，且分别设置有所述摩擦轮，所述摩擦轮邻近所述连动杆设置；所述爬楼载物车工作时，所述摩擦轮始终与楼梯相贴合以提供所述爬楼载物车所需的摩擦力；

其中，所述爬楼载物车还包括两个卸货机构，所述卸货机构包括外轮架板、与所述外轮架板间隔设置的内轮架板、位于所述内轮架板及所述外轮架板之间的卸货斜叉，所述卸货斜叉呈楔形，所述卸货机构处于工作状态时，所述卸货斜叉的一端接触地面，落至所述卸货斜叉的载重物在自身重力的作用下沿着所述卸货斜叉下滑至地面，以完成卸载。

2.如权利要求1所述的爬楼载物车，其特征在于：两个所述卸货机构分别连接于两个所述主侧板。

3.如权利要求2所述的爬楼载物车，其特征在于：所述卸货机构还包括配轴大轮及叉轴，所述叉轴的两端分别连接于所述外轮架板及所述内轮架板；所述卸货斜叉转动的连接于所述叉轴，其通过朝向所述配轴大轮转动或者远离所述配轴大轮转动来使所述卸货机构处于收缩状态或者工作状态；所述配轴大轮通过连接轴连接于所述内轮架板及所述外轮架板。

4.如权利要求3所述的爬楼载物车，其特征在于：所述连动杆的长度与所述支撑杆的长度之比为2:1，且所述配轴大轮的尺寸与所述连动杆的尺寸及所述支撑杆的尺寸相对应，使得所述配轴大轮始终与所述楼梯相接触而不悬空。

5.如权利要求3所述的爬楼载物车，其特征在于：所述连接轴的一端连接于所述外轮架板，另一端穿过所述内轮架板连接于所述主侧板。

6.如权利要求3所述的爬楼载物车，其特征在于：所述内轮架板及所述外轮架板均呈三角形，所述叉轴及所述连接轴分别连接于所述外轮架板相邻的两个角部。

7.如权利要求1-6任一项所述的爬楼载物车，其特征在于：所述爬楼载物车还包括设置在所述机架上的升降机构及连接于所述升降机构的载物托台，所述升降机构用于带动所述载物托台升降，以带动载重物升降；所述载物托台包括拖物杆、压力传感器及电性连接于所述压力传感器的微处理器，所述压力传感器设置在所述拖物杆上，其用于感测来自所述载重物的压力，并将感测到的压力值传输给所述微处理器，所述微处理器用于对接收到的所述压力值进行处理，并根据处理结果判断所述载重物是否超过所述载物托台的载重极限。

8.如权利要求1-6任一项所述的爬楼载物车，其特征在于：所述爬楼载物车还包括设置在所述机架上的动力组件，所述动力组件包括设置在所述机架上的减速电机、连接于所述减速电机的第一齿轮及与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第二齿轮通过转轴与所述主侧板相连接；所述转轴的一端连接于两个所述主侧板中的一个，另一端穿过另一个所述主侧板后连接于所述传动杆。

9.如权利要求8所述的爬楼载物车，其特征在于：所述爬楼载物车还包括姿态检测组件及控制器，所述姿态检测组件设置在所述动力组件上，其用于检测所述爬楼载物车的姿态信息，并将检测到的所述姿态信息传输给所述控制器；所述控制器对接收到的所述姿态信息进行处理，并根据处理结果相应地发出控制指令给所述动力组件以控制所述动力组件进行周期性动作。

说明书

一种爬楼载物车

技术领域

[0001] 本发明属于机器人行走机构相关技术领域，更具体地，涉及一种爬楼载物车。

背景技术

[0002] 现有爬楼载物车的爬楼机构大多为行星轮，在载物车爬楼的过程中无法很好的贴合楼梯面，同时无法校正上楼时的行走轨迹，从而使爬楼车的爬楼载物过程并不平稳。

[0003] 实际工作中，若载物车无法在爬楼过程中很好的贴合楼梯面，则会使载物车的爬楼载物过程较为颠簸，造成电能的额外浪费及货物的损坏，平稳性较差。此外，人操纵载物车上楼时是倒退上楼，载物车不能很好地配合人上楼的节奏，影响了人操作载物车的安全性及运送货物的速度。相应地，本领域存在着发展一种平稳性较好的爬楼载物车的技术需求。

发明内容

[0004] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种爬楼载物车，其基于现有爬楼载物车的工作特点，针对爬楼载物车的结构及部件之间的联接关系进行了设计。所述爬楼载物车采用四连杆作为主体，且所述摩擦轮始终与楼梯相贴合以提供所述爬楼载物车所需的摩擦力，使得爬楼载物车在爬楼的过程中能够很好地贴合楼梯面，同时确定了所述爬楼拖杆在爬楼时的行走轨迹，从而使爬楼载物车的爬楼载物过程更为平稳，减小了爬楼载物车在爬楼载物过程中的颠簸以及颠簸造成的能量浪费及货物的损坏。此外，通过姿态控制，整个所述爬楼载物车在爬楼过程中属于周期性运动，其频率与人上楼节奏相吻合，方便了人在楼梯内操作所述爬楼载物车。

[0005] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种爬楼载物车，其包括机架、两个主侧板、两个四连杆、爬楼拖杆及摩擦轮，两个所述主侧板固定连接于所述机架的一端，且两个所述主侧板分别位于所述机架相背的两侧；两个所述四连杆分别连接于两个所述主侧板；

[0006] 所述四连杆包括传动杆、与所述传动杆间隔设置的支撑杆及连动杆，所述传动杆的一端铰接于所述主侧板，另一端连接于所述连动杆的中部，所述支撑杆的一端连接于所述主侧板，另一端连接于所述连动杆的一端，如此形成所述四连杆；所述爬楼拖杆的两端分别连接于两个所述连动杆的另一端，且分别设置有所述摩擦轮，所述摩擦轮邻近所述连动杆设置；所述爬楼载物车工作时，所述摩擦轮始终与楼梯相贴合以提供所述爬楼载物车所需的摩擦力。

[0007] 进一步地，所述爬楼载物车还包括两个卸货机构，两个所述卸货机构分别连接于两个所述主侧板。

[0008] 进一步地，所述卸货机构还包括配轴大轮、外轮架板、与所述外轮架板间隔设置的内轮架板、位于所述内轮架板及所述外轮架板之间的卸货斜叉及叉轴，所述叉轴的两端分别连接于所述外轮架板及所述内轮架板；所述卸货斜叉转动的连接于所述叉轴，其通过朝向所述配轴大轮转动或者远离所述配轴大轮转动来使所述卸货机构处于收缩状态或者工作状态；所述配轴大轮通过连接轴连接于所述内轮架板及所述外轮架板。

[0009] 进一步地，所述连动杆的长度与所述支撑杆的长度之比为2:1，且所述配轴大轮的尺寸与所述连动杆的尺寸及所述支撑杆的尺寸相对应，使得所述配轴大轮始终与所述楼梯相接触而不悬空。

[0010] 进一步地，所述连接轴的一端连接于所述外轮架板，另一端穿过所述内轮架板连接于所述主侧板。

[0011] 进一步地，所述内轮架板及所述外轮架板均呈三角形，所述叉轴及所述连接轴分别连接于所述外轮架板相邻的两个角部。

[0012] 进一步地，所述卸货斜叉呈楔形，所述卸货机构处于工作状态时，所述卸货斜叉的一端接触地面，落至所述卸货斜叉的载重物在自身重力的作用下沿着所述卸货斜叉下滑至地面，以完成卸载。

[0013] 进一步地，所述爬楼载物车还包括设置在所述机架上的升降机构及连接于所述升降机构的载物托台，所述升降机构用于带动所述载物托台升降，以带动载重物升降；所述载物托台包括拖物杆、压力传感器及电性连接于所述压力传感器的微处理器，所述压力传感器设置在所述拖物杆上，其用于感测来自所述载重物的压力，并将感测到的压力值传输给所述微处理器，所述微处理器用于对接收到的所述压力值进行处理，并根据处理结果判断所述载重物是否超过所述载物托台的载重极限。

[0014] 进一步地，所述爬楼载物车还包括设置在所述机架上的动力组件，所述动力组件包括设置在所述机架上的减速电机、连接于所述减速电机的第一齿轮及与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第二齿轮通过转轴与所述主侧板相连接；所述转轴的一端连接于两个所述主侧板中的一个，另一端穿过另一个所述主侧板后连接于所述传动杆。

[0015] 进一步地，所述爬楼载物车还包括姿态检测组件及控制器，所述姿态检测组件设置在所述动力组件上，其用于检测所述爬楼载物车的姿态信息，并将检测到的所述姿态信息传输给所述控制器；所述控制器对接收到的所述姿态信息进行处理，并根据处理结果相应地发出控制指令给所述动力组件以控制所述动力组件进行周期性动作。

[0016] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的爬楼载物车主要具有以下有益效果：

[0017] 1.所述爬楼载物车采用四连杆作为主体，且所述摩擦轮始终与楼梯相贴合以提供所述爬楼载物车所需的摩擦力，使得爬楼载物车在爬楼的过程中能够很好地贴合楼梯面，同时确定了所述爬楼拖杆在爬楼时的行走轨迹，从而使爬楼载物车的爬楼载物过程更为平稳，减小了爬楼载物车在爬楼载物过程中的颠簸以及颠簸造成的能量浪费及货物的损坏。

[0018] 2.通过所述四连杆的结构及尺寸确定了所述爬楼拖杆的运动轨迹，同时通过姿态控制使得整个所述爬楼载物车在爬楼过程中属于周期性运动，实现了爬楼载物车的爬楼频率与人上楼节奏相吻合，即爬楼载物车的运动轨迹与人的运动轨迹相一致，方便了人在楼梯内操作所述爬楼载物车。

[0019] 3.所述卸货机构处于工作状态时，所述卸货斜叉的一端接触地面，落至所述卸货斜叉的载重物在自身重力的作用下沿着所述卸货斜叉下滑至地面，节省了卸载时的人力及物力，降低了成本，提高了卸载效率，灵活性较高。

[0020] 4.所述卸货斜叉转动地连接于所述叉轴，其通过朝向所述配轴大轮转动或者远离所述配轴大轮转动来使所述卸货机构处于收缩状态或者工作状态，模式转换简单、易行，且非工作时易于收纳及存放，灵活性较高。

附图说明

[0021] 图1是本发明较佳实施方式提供的爬楼载物车的立体结构示意图。

[0022] 图2是图1中的爬楼载物车的另一个角度的立体结构示意图。

[0023] 图3是图1中的爬楼载物车的局部分解示意图。

[0024] 图4是图1中的爬楼载物车的分解示意图。

[0025] 图5是图1中的爬楼载物车处于使用状态时的示意图。

[0026] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：100-爬楼载物车，1-爬楼拖杆，2-姿态检测组件，3-四连杆，31-传动杆，32-支撑杆，33-连动杆，4-动力组件，41-减速电机，42-第一齿轮，43-第二齿轮，5-卸货斜叉，51-轴心轨迹，53-楼梯台阶，6-握把，7-主侧板，8-配轴大轮，9-载物托台，10-机架，11-摩擦轮，12-叉轴，13-外轮架板。

具体实施方式

[0027] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0028] 请参阅图1、图2、图3及图4，本发明较佳实施方式提供的爬楼载物车采用四连杆作为主体，使得爬楼载物车在爬楼的过程中能够很好地贴合楼梯面，同时确定了所述爬楼拖杆在爬楼时的行走轨迹，从而使爬楼载物车的爬楼载物过程更为平稳，减小了爬楼载物车在爬楼载物过程中的颠簸以及颠簸造成的能量浪费及货物的损坏。此外，通过姿态控制，整个所述爬楼载物车在爬楼过程中属于周期性运动，其频率与人上楼的节奏相吻合，方便了人在楼梯内操作所述爬楼载物车。

[0029] 爬楼载物车100包括爬楼拖杆1、姿态检测组件2、四连杆3、动力组件4、卸货机构、握把6、主侧板7、载物托台9、机架10、摩擦轮11及升降机构，所述握把6连接于所述机架10的一端，所述升降机构连接于所述机架10的另一端，所述载物托台9连接于所述升降机构，所述升降机构用于带动所述载物托台9升降。所述动力组件4设置在所述机架10上，所述四连杆3连接于所述动力组件4。所述爬楼拖杆1连接于所述四连杆3。所述摩擦轮11连接于所述爬楼拖杆1。所述主侧板7连接于所述机架10。所述姿态检组件2设置在所述动力组件4上。

[0030] 所述动力组件4包括减速电机41、第一齿轮42及第二齿轮43，所述减速电机41设置在所述机架10上，所述第一齿轮42连接于所述减速电机41的输出轴上。所述第二齿轮43与所述第一齿轮42相啮合。所述第二齿轮43通过转轴与所述主侧板7相连接，所述转轴的一端连接于两个所述主侧板7中的一个，另一端穿过另一个所述主侧板7后连接于所述四连杆3。所述第二齿轮43设置在所述转轴上。所述减速电机41用于带动所述第一齿轮42传动，所述第一齿轮42带动所述第二齿轮43转动，所述第二齿轮43通过所述转轴带动所述四连杆3转动，所述四连杆3带动所述爬楼拖杆1转动，确保了所述爬楼拖杆1与楼梯紧密贴合。本实施方式中，所述第一齿轮42的齿数为20，所述第二齿轮43的齿数为30。

[0031] 所述主侧板7固定连接于所述机架10。本实施方式中，所述主侧板7的数量为两个，两个所述主侧板7分别位于所述机架10相背的两侧。所述四连杆3包括有传动杆31、支撑杆32及连动杆33，所述传动杆31的一端通过所述转轴转动的连接于所述主侧板7的一端，另一端连接于所述连动杆33的中部，所述支撑杆32的一端连接于所述主侧板7，另一端连接于所述连动杆33的一端，所述传动杆31与所述支撑杆32间隔设置，如此形成所述四连杆3。本实施方式中，所述四连杆3的数量为两个，两个所述四连杆3分别位于所述机架10相背的两侧；
所述连动杆33的长度与所述支撑杆32的长度之比为2:1。

[0032] 所述爬楼拖杆1相背的两端分别穿过所述摩擦轮11后连接于两个所述连动杆33的另一端。所述爬楼拖杆1与所述摩擦轮11紧密连接以提供所述爬楼载物车100爬楼时所需的摩擦力。

[0033] 所述姿态检测组件2设置于所述动力组件4上，其用于检测所述爬楼载物车100的姿态信息，并将检测到的所述姿态信息传输给控制器，所述控制器对接收到的所述姿态信息进行处理，并根据处理结果相应地发出控制指令给所述动力组件4以控制所述动力组件4进行动作。本实施方式中，所述姿态检测组件2包括编码盘。

[0034] 所述卸货机构的数量为两个，两个所述卸货机构分别与两个所述主侧板7间隔设置，且分别与两个所述主侧板7相连接。所述卸货机构包括配轴大轮8、外轮架板13、内轮架板、卸货斜叉5及叉轴12，所述外轮架板13与所述内轮架板间隔设置，且两者均呈三角形。所述配轴大轮8通过连接轴连接于所述内轮架板的角部及所述外轮架板13的角部，所述连接轴的一端连接于所述外轮架板13的角部，另一端穿过所述内轮架板的角部连接于所述主侧板7。所述叉轴12的一端连接于所述内轮架板的另一个角部，另一端连接于所述外轮架板13的另一个角部。所述卸货斜叉5的一端套设在所述叉轴12上，其位于所述内轮架板及所述外轮架板13之间。所述卸货斜叉5呈楔形，其通过朝向所述配轴大轮8转动或者远离所述配轴大轮8转动以使所述卸货机构处于收缩状态或者工作状态。所述卸货机构处于工作状态时，所述卸货斜叉5接触地面，其与地面之间形成的夹角为锐角；此时，所述升降机构带动所述载物托台9下降以将载重物落至所述卸货斜叉5上，所述载重物在自身重力的作用下沿着所述卸货斜叉5滑落至地面，完成卸载，如此节省了人力及卸货时间，降低了使用成本，提高了卸货效率。

[0035] 所述载物托台9基本呈L型，其包括至少两个拖物杆、压力传感器、电性连接于所述压力传感器的微处理器、连接于所述拖物杆的第二连接杆及连接于所述第二连接杆的至少一个连接卡勾，所述微处理器及所述压力传感器分别设置于所述拖物杆上；所述拖物杆用于承载载重物；所述压力传感器用于感测来自所述载重物的压力，并将感测到的压力值传输给所述微处理器，所述微处理器用于对接收到的所述压力值进行处理，并根据处理结果判断所述载重物是否超过所述载物托台9的载重极限；所述连接卡勾可拆卸地卡接于所述升降机构，以使所述载物托台9可拆卸地连接于所述升降机构。

[0036] 本实施方式中，所述载物托台9还包括设置在所述拖物杆上的报警器，所述报警器电性连接于所述微处理器，当载重物体超过所述载物托台9的载重极限时，所述微处理器发出指令到所述报警器，使所述报警器发出警报。所述载物托台9还包括第一连接杆及硅胶层，所述第一连接杆连接于所述拖物杆；每个所述拖物杆远离地面的一侧开设有嵌槽，所述压力传感器设置于所述嵌槽内；所述载物托台9还包括硅胶层，所述硅胶层设置在所述拖物杆上，其覆盖所述嵌槽以将所述压力传感器密封在所述嵌槽内。

[0037] 请参阅图5，所述爬楼载物车100工作时，所述动力组件4驱动所述四连杆3空转一周，此时通过所述减速电机41所携带的编码盘获取所述四连杆3的姿态，以完成所述爬楼载物车100对自身姿态的自检，同时获取所述四连杆3的角度。所述爬楼载物车100自检通过后，所述控制器控制所述爬楼载物车100开始爬楼。所述爬楼载物车100的爬楼模式分为全自动及半自动两种，所述爬楼载物车100在一个爬楼周期内完成对一个楼梯台阶53的攀爬。在全自动模式下，所述控制器通过所述驱动组件4控制所述四连杆3每隔预定时间转动一周，且每个周期的开始与结束均由所述控制器自动控制；在半自动模式下，所述爬楼载物车
100的爬楼周期由用户进行控制而开始，并由所述控制器自动控制结束。

[0038] 在一个爬楼周期内，所述动力组件4将带动所述四连杆3转动一周，具体为所述控制器控制所述减速电机41转动，所述减速电机41带动所述第一齿轮42转动，所述第一齿轮42带动所述第二齿轮43转动，所述第二齿轮43带动所述四连杆3转动，所述四连杆3带动所述爬楼拖杆1运动，所述爬楼拖杆1连接的所述摩擦轮11与所述楼梯台阶53相贴合，使得所述爬楼载物车100的爬楼过程较平稳，且由于所述配轴大轮8的尺寸与所述连动杆33及所述支撑杆32的尺寸相对应，使得所述配轴大轮8始终与所述楼梯台阶53相接触而不悬空，实现了轴心轨迹51的平滑，所述轴心轨迹51平滑说明所述爬楼载物车100爬楼过程中颠簸较小，较平稳。

[0039] 所述爬楼载物车100完成对一级所述楼梯台阶53的攀爬之后，用户可以通过所述握把6牵引所述爬楼载物车100向前移动，直至所述配轴大轮8与所述楼梯台阶53的边缘相接触，下一个爬楼周期将被触发。

[0040] 本发明提供的爬楼载物车采用四连杆作为主体，且所述摩擦轮始终与楼梯相贴合以提供所述爬楼载物车爬楼时所需的摩擦力，使得爬楼载物车在爬楼的过程中能够很好地贴合楼梯面，同时确定了所述爬楼拖杆在爬楼时的行走轨迹，从而使爬楼载物车的爬楼载物过程更为平稳，减小了爬楼载物车在爬楼载物过程中的颠簸以及颠簸造成的能量浪费及货物的损坏。此外，通过姿态控制，整个所述爬楼载物车在爬楼过程中属于周期性运动，其频率与人上楼节奏相吻合，方便了人在楼梯内操作所述爬楼载物车。

[0041] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。