專利名稱：爬樓車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及可在樓梯或戶外臺(tái)階上行駛的車輛或裝置。
通常爬樓車包括車架和星輪輪部件，星輪包括連接在車架上的支架與支架止帶的若干個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)小輪。操作力(人力)拖拉車輛爬樓，這種施力方式很難用力學(xué)原理達(dá)到省力效果，操作較費(fèi)力。
本實(shí)用新型提供一種操作力施力方式可以因力學(xué)原理而省力的爬樓車，使得操作省力。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的方案是在爬樓車上設(shè)置順序連接包括輸出扭矩的主動(dòng)件、傳動(dòng)部件、支架在內(nèi)的有限個(gè)單元構(gòu)成的操作機(jī)構(gòu)，主動(dòng)件含一連接車架的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，利用功能原理較小操作力轉(zhuǎn)動(dòng)該部件施力，經(jīng)傳動(dòng)使連接車架的支架一起轉(zhuǎn)動(dòng)爬樓。
兩零部件孔軸(3)連接是指用軸(3)及二者之一或二帶的軸(3)的支承孔將二者連接，使一個(gè)繞另一個(gè)上的定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)支架和主動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)部件都與車架孔軸連接時(shí)，上述操作機(jī)構(gòu)包含的單元為主動(dòng)件、傳動(dòng)部件(含鏈、帶、齒輪、蝸輪蝸桿、連桿、剛性傳動(dòng)之一)、支架，或這些單元中再增加棘輪。主動(dòng)件是長(zhǎng)搖柄(人力使之轉(zhuǎn)動(dòng)而施力)或底座固定在車架上的馬達(dá)(電力轉(zhuǎn)動(dòng)其轉(zhuǎn)軸而施力)。星輪支架所帶的小輪限定為圓輪或本身具有星輪結(jié)構(gòu)的子星輪。
當(dāng)支架和作為主動(dòng)件的長(zhǎng)搖柄都和車架直接剛性連接時(shí)，上述操作機(jī)構(gòu)包含的單元為長(zhǎng)搖柄、剛性傳動(dòng)、支架。
本實(shí)用新型用小力控制大力，還使得車輛行駛平穩(wěn)、可靠。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例(簡(jiǎn)稱例)對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1，星輪構(gòu)造圖。圖2，
圖1的K向視圖。圖3，星輪爬樓運(yùn)動(dòng)學(xué)原理圖。圖4，星輪爬樓動(dòng)力學(xué)原理圖。圖5，圖7的K向視圖。圖6，圖5K向視圖順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度后的操作機(jī)構(gòu)部分。圖7，例1結(jié)構(gòu)圖。圖8，例1操作機(jī)構(gòu)力原理圖。圖9，例1力原理圖。
圖10，例2結(jié)構(gòu)圖。
圖11，例3結(jié)構(gòu)圖。
圖12，
圖11的K向視圖。
圖13，例4、5的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理圖。
圖14，例5K向圖。
圖15，例4結(jié)構(gòu)圖。
圖16，例5結(jié)構(gòu)圖。
圖17，例4力原理圖。
圖18，例5力原理圖。
圖19，例6結(jié)構(gòu)圖。圖20，例6的力原理圖。圖21，
圖19的I-I剖視圖。圖22，例7的力原理圖。圖23、例7的部分視圖。圖24，例1改進(jìn)圖。圖25，例3改進(jìn)圖。圖26，例4改進(jìn)圖。圖27，例5改進(jìn)圖。圖28，車架剛連的例1。圖29，小輪(8)是子星輪的車。
圖1，2是星輪結(jié)構(gòu)，星輪(11)包括支架(14)、零或有限個(gè)小輪(8)及其軸(12)。交架(14)裝配在車軸(3)上，軸(3)的中心線(簡(jiǎn)稱軸線)與支架(14)表面交點(diǎn)E叫支架中心。以E為圓心的m個(gè)同心圓(19)上各分布著n個(gè)軸承孔(13)(m，n＝0，1，2…，圖中m＝n＝2)。小輪(8)通過軸(12)、軸承孔(13)裝配在支架(14)上，可在支架上定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。這種星輪叫m級(jí)n分星輪。爬樓時(shí)支架(14)若不與樓梯面接觸就叫直支架，若接觸(
圖1中GH弧為接觸部分，叫廓線)且在梯面滾動(dòng)就叫曲支架，由于僅靠曲支架也能在梯面滾動(dòng)爬樓，小輪(8)不是絕對(duì)必要，故可以m＝n＝0，表示無小輪(8)。圖3是星輪爬樓運(yùn)動(dòng)學(xué)原理圖，支架(14)及兩小輪(8)、(8’)的起始位置為小輪(8)、(8’)分別在C、D，支架的這種角位相記作(8)＝C、(8’)＝D。有兩種方法，每法分兩步爬樓梯(26)。第一種a，由(8)＝C、(8’)＝D，支架繞D順時(shí)針轉(zhuǎn)(順轉(zhuǎn))到(8)＝V、(8’)＝D；b，支架順轉(zhuǎn)且右移至(8)＝F、(8’)＝V。第二種a，由(8)＝C、(8’)＝D，支架逆轉(zhuǎn)且右移至(8)＝D、(8’)＝V；b，支架順轉(zhuǎn)且右移至(8)＝V、(8’)＝F。這兩種方法分別叫單向轉(zhuǎn)動(dòng)式和雙向轉(zhuǎn)動(dòng)式。圖4是動(dòng)力學(xué)原理。也分兩種情況。一種是力F克服重力P。F＝PsinB，B為E點(diǎn)軌跡的切線方向角。樓梯(26)傾角為A。另一種是力矩M克服P對(duì)支撐點(diǎn)的矩。
圖7、5、6、8、9是實(shí)施例1，操作機(jī)構(gòu)由支架(14)、傳動(dòng)部件(31)、長(zhǎng)搖柄(7)連接(圖8)。此處傳動(dòng)部件(31)解釋為剛性傳動(dòng)，即兩個(gè)支架(14)和搖柄(7)直接相連，等同于同一剛體上的三個(gè)部分(圖6)，此外車架(1)帶用于支承車軸(3)的軸承孔(2)、托物架(15)。搖柄(7)和支架(14)可繞軸線(21)轉(zhuǎn)動(dòng)。整車力原理圖見圖9。圖5，爬樓時(shí)人在后，車在前，左手扶車架(1)，使其始終有固定角位相，且前靠梯面。右手交替下按(逆轉(zhuǎn))、上抬(順轉(zhuǎn))搖柄(7)，此轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)剛性傳動(dòng)使支架(14)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)式爬樓。搖柄(7)是長(zhǎng)搖柄，即從把手至搖柄轉(zhuǎn)軸(此處為軸線(21))的距離大于25厘米(最好大于40厘米)。星輪含兩直徑不相等的圓輪作小輪、小輪軸至軸(3)距離相等或不相等。
圖10是實(shí)施例2，操作機(jī)構(gòu)由支架(14)、鏈傳動(dòng)部件、搖柄(7)相連。力原理圖仍是圖8、9。鏈輪(4)、(5)分別用軸(3)、(10)和支架(14)、搖柄(7)相連。軸(10)由車架(1)上的軸承孔(9)支承。搖柄(7)繞軸承孔(9)的中心線定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。力原理、操作方法均與例1相同。
圖11、12是例3，操作機(jī)構(gòu)由支架(14)、由桿(18)、(17)、(28)、(20)組成的四連桿傳動(dòng)部件、搖柄(7)相連。其中桿(17)、(20)、(28)分別和搖柄(7)、支架(14)、車架(1)相連。搖柄(7)的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)連桿傳動(dòng)使支架(14)轉(zhuǎn)動(dòng)。例1、2、3的力原理、操作法相同。這種操作法簡(jiǎn)稱單手操作。雙向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同一車軸(3)上的兩支架(14)也可用軸(3)以外的桿(47)相連，只要桿(47)隨支架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不被車架等阻擋(圖6、14)。
圖15例4，在例1、2、3的車架上軸線(21’)處安裝車軸(3’)、星輪(11’)(最好是1級(jí)3分星輪)，雙手操作一起壓抬搖柄且推，載物重心最好靠近軸(3)，支架(14)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，支架(14’)單向轉(zhuǎn)動(dòng)。軸(3)、(3’)距離的調(diào)節(jié)同例5。例5(
圖16)操作機(jī)構(gòu)是
圖18，即在例1(或例2、3)的車架上軸線(21’)處的軸承孔(2’)內(nèi)安裝車軸(3’)、星輪(11’)，支架(14)、(14’)通過傳動(dòng)部件相連。此傳動(dòng)部件最好是S(整數(shù))級(jí)連桿傳動(dòng)，每級(jí)四連桿的四根桿組成平行四邊形(本例S＝2，兩級(jí)四連桿分別為桿(29)、(30)、(36)、(37)和桿(29′)、(30′)、(36′)、(37′)其中桿(29)、(37)、(29’)等長(zhǎng)且平行，桿(29)、(29’)分別和支架(14)、(14’)相連。故搖柄、傳動(dòng)部件、支架(14’)順序連接。星輪(11)、(11’)最好是相同的星輪、且支架(14)和(14’)同角位相。車軸(3)、(3’)的距離最好可隨樓梯調(diào)節(jié)。這里用和軸承孔(2’)相連的套筒(38)及緊固螺釘(39)來調(diào)節(jié)。操作時(shí)雙手交替下按、上抬搖柄(簡(jiǎn)稱為雙手操作法)使兩支架(14)、(14’)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)爬樓(
圖13)。
圖19、20、21是例6，操作機(jī)構(gòu)是支架(14)、鏈傳動(dòng)部件、由帶棘爪(22)的外圈(32)與內(nèi)圈(23)組成的棘輪(33)、搖柄(7)相連。其中搖柄(7)和內(nèi)圈(23)相連，外圈(32)和鏈輪(5)相連。支架(14)和鏈輪(4)相連。當(dāng)搖柄(7)順轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)圈(23)和外圈(32)不相連、斷開(叫棘輪斷)；逆轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)、外圈相連、剛性傳動(dòng)(叫棘輪通)。此外支架(14)、由帶棘爪(24)的內(nèi)圈(34)與外圈(25)組成的棘輪(35)、車架(1)也相連。其中支架(14)和內(nèi)圈(34)相連，車架(1)和外圈(25)相連。支架(14)順轉(zhuǎn)時(shí)棘輪(35)的內(nèi)、外圈相連，逆轉(zhuǎn)時(shí)斷開。動(dòng)態(tài)過程是搖柄(7)逆轉(zhuǎn)時(shí)棘輪(33)通，棘輪(35)斷，所以鏈輪(4)、(5)、支架(14)逆轉(zhuǎn)，克服重力使車架上升。搖柄(7)順轉(zhuǎn)時(shí)棘輪(33)、(35)分別為斷、通狀態(tài)，搖柄(7)的順轉(zhuǎn)不能下傳，因左手扶車架(1)，它的固定不變的角位相使支架(14)保留原有的角位相，不能轉(zhuǎn)動(dòng)。顯然支架是單向轉(zhuǎn)動(dòng)式爬樓。如果在例6中每次逆轉(zhuǎn)搖柄(7)都使支架(14)轉(zhuǎn)到平衡位置，如圖3中(8’)＝D，(8)＝V，則棘輪(35)可以不要，即支架(14)和車架(1)永遠(yuǎn)斷開。例6也可仿例4、5帶兩根車軸(3)、(3′)，仿圖26、27折疊車架。
上述各例軸線(21)上星輪的支架(14)也可同時(shí)經(jīng)另一支路與含鏈、帶、齒輪、蝸輪蝸桿、連桿之一的傳動(dòng)部件(31)、馬達(dá)(16)順序相連，這樣改進(jìn)后例6(圖20)成為例7(圖22)，結(jié)構(gòu)見圖23。馬達(dá)(16)的動(dòng)力由軸(10’)輸出，經(jīng)由鏈輪(4’)、(5’)、鏈條(6’)組成的傳動(dòng)部件傳給支架(14)，作為輔助動(dòng)力或主要?jiǎng)恿?。單手操作搖柄的例1、6、2、3可以改進(jìn)為雙手操作，只要將車架(1)上的托物架(15)設(shè)置在車軸(3)下方，因而車架重心在軸(3)下方，使托物架處于懸掛狀態(tài)，車架(1)有穩(wěn)定平衡，而無須手扶持。例5、例4也可以使托物架(15)處于懸掛狀態(tài)。例1、3、4、5改進(jìn)后各為圖24、25、26、27。在圖26、27已將車架改成可折疊，車架包括用3個(gè)鉸(43)連接的桿(40)、(41)、(42)構(gòu)成的三角形，車架(1)的兩部分分別與桿(40)、(41)相連，桿(42)可拆下便車架的兩部分折疊，桿(42)長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)以改變軸(3)，(3′)的距離。桿(37)通過鉸鏈與車架(1)相連，因而均受拉力的桿(30)、(36)(30′)、(36′)可以用鋼絲或繩代替。
例1、2、3改進(jìn)型車托物架與車架相連，車架重心懸掛在支架中心的軸(3)下方，所以車架叫懸掛的。例1、2、3的車架(1)、托物架(15)也可都與支架(14)直接剛性連接，這樣的車架叫剛連的(圖28，車架剛連的例1)，此時(shí)車軸(3)與軸線(21)失去存在意義，搖柄長(zhǎng)定義為把手到最近的小輪軸之距離。剛連、懸掛的車架穩(wěn)定平衡在支架上，爬樓時(shí)不用手扶持，可以雙手操作一起壓抬且推搖柄使支架雙向轉(zhuǎn)動(dòng)爬樓。星輪可以含2S(S＝1，2，3……圖25S＝2，圖28S＝1)個(gè)小輪。支架逆轉(zhuǎn)時(shí)依次有S個(gè)小輪(圖25為小輪(8′)、(8″)，圖28為小輪(8′))支撐在漸次降低的S級(jí)梯上，順轉(zhuǎn)時(shí)另S個(gè)小輪依次支撐在漸次升高的S級(jí)梯上。一次逆順轉(zhuǎn)及右移支架爬升一級(jí)梯。當(dāng)星輪含兩小輪時(shí)兩小輪直徑最好不等，直徑之和不大于30厘米，輪距(27)最好介于43～55厘米之間，搖柄長(zhǎng)最好大于11分米，支架是拱形，不碰梯角，必要時(shí)可令搖柄支架可折疊。小輪(8)本身也可以有星輪結(jié)構(gòu)，稱為子星輪。例1的改進(jìn)型(圖24)星輪的兩小輪(8)是圓輪，也可以改為兩子星輪(11″)、(11′)，見圖29。其中子星輪(11″)有支架(14″)、小輪(8″)、(8)，子星輪(11′)有支架(14′)、小輪(8)、(8′)。支架(14″)、(14′)用四連桿(各與支架(14″)、(14′)、(14)相連的桿(29)、(29′)、(36)及桿(30))相連。帶有躺椅(作為托物架(15))的車架(1)懸掛在星輪支架(14)支承的車軸(3)上。雙手操作一起下壓且推搖柄(7)平動(dòng)抬起支架(14′)至兩小輪(8)、(8′)同時(shí)上登一級(jí)梯，然后上抬且推搖柄(7)平動(dòng)抬起支架(14″)至小輪(8″)、(8)同時(shí)登上一級(jí)梯。
在樓梯、平地間的過渡，以圖29為例說明，在樓梯行駛支架(14′)、(14″)總是平動(dòng)，支架(14)改變轉(zhuǎn)向時(shí)每側(cè)有四個(gè)小輪支撐。圖中設(shè)小輪(8′)、(8)已達(dá)上層樓地面，下壓且推搖柄(7)，支架(14′)平動(dòng)抬高小輪(8)登上并壓在上級(jí)梯上，小輪(8′)懸空，3小輪支撐，隨之上抬且推搖柄(7)時(shí)支架(14′)、(14″)轉(zhuǎn)動(dòng)至小輪(8″)懸空，小輪(8)、(8′)、(8)支撐，繼續(xù)上抬且推搖柄(7)，支架(14″)平動(dòng)拾起小輪(8″)、(8)登上上級(jí)梯。完全爬到上層樓地面時(shí)支架(14′)、(14″)轉(zhuǎn)過角度為樓梯傾角。
下樓時(shí)各例運(yùn)動(dòng)方式完全相反，稍施拖力，重力作用下樓。若用壓抬的力控制搖柄可減少?zèng)_擊。
馬達(dá)動(dòng)力時(shí)(圖7、15、16、23)，手扶車架上樓時(shí)推，下樓時(shí)拉。
權(quán)利要求1.一種爬樓車，包括車架、支架(14)上帶有限個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)小輪的m級(jí)n分星輪(11)，其特征是該車還包括順序連接主動(dòng)件、傳動(dòng)部件、支架(14)在內(nèi)的有限個(gè)單元構(gòu)成的操作機(jī)構(gòu)，主動(dòng)件包括連接車架的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，操作力使該部件轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)部件傳動(dòng)使連接車架的支架(14)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爬樓車，其特征是所述傳動(dòng)部件包含下列傳動(dòng)之一鏈、帶、齒輪、蝸輪蝸桿、連桿、剛性傳動(dòng)，主動(dòng)件包括和車架孔軸連接的長(zhǎng)搖柄或底座固定連接在車架上的馬達(dá)，馬達(dá)轉(zhuǎn)軸與車架孔軸連接，支架(14)和車架孔軸(3)連接，搖柄轉(zhuǎn)軸至另一端把手處的距離大于25或40厘米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爬樓車，其特征是操作機(jī)構(gòu)的單元中還包括棘輪(33)，主動(dòng)件包括長(zhǎng)搖柄，只在長(zhǎng)搖柄沿某個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)支架(14)與之一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爬樓車，其特征是該車包括兩個(gè)用軸(3)以外的桿(47)相連、繞車軸線(21)作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的支架(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爬樓車，其特征是還包括支架(14’)上帶有限個(gè)小輪的星輪(11’)，支架(14’)和車架孔軸(3′)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的爬樓車，其特征是主動(dòng)件、傳動(dòng)部件、支架(14′)順序連接，即主動(dòng)件通過傳動(dòng)部件使支架(14)、(14′)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，以及下列四者之一1′所述傳動(dòng)部件含整數(shù)級(jí)連桿傳動(dòng)；2′所述傳動(dòng)部件含兩級(jí)四連桿；3′所述傳動(dòng)部件含兩級(jí)分別為桿(29)、(30)、(36)、(37)和桿(29′)、(30′)、(36′)、(37)的四連桿，其中桿(29)、(29′)分別和支架(14)、(14′)相連，桿(37)通過鉸鏈與車架相連；4′車架包括用3個(gè)鉸(43)連接的桿(40)、(41)、(42)構(gòu)成的三角形，車架(1)的兩部分分別與桿(40)、(41)相連，桿(42)使車架的兩部分折疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求2、4或6所述的爬樓車，其特征是星輪(11)含兩個(gè)輪軸至車軸(3)距離相等或不相等的小輪，且兩小輪是直徑不相等的圓輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爬樓車，其特征是星輪支架(14)帶兩個(gè)小輪，且兩小輪是本身有星輪結(jié)構(gòu)的子星輪，子星輪支架經(jīng)傳動(dòng)部件相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爬樓車，其特征是所述傳動(dòng)部件是剛性傳動(dòng)，主動(dòng)件是長(zhǎng)搖柄，長(zhǎng)搖柄、支架(14)均和車架剛性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的爬樓車，其特征是星輪支架(14)帶兩個(gè)小輪，直經(jīng)之和不大于30厘米，輪距(27)介于43～55厘米之間，支架是拱形。
專利摘要一種操作省力的載重爬樓車，是在普通爬樓車車架上設(shè)置經(jīng)傳動(dòng)和星輪支架相連的轉(zhuǎn)軸(10)，用載重量10％的力手動(dòng)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)且推連接軸(10)的長(zhǎng)搖柄使星輪雙向轉(zhuǎn)動(dòng)爬樓。車架相對(duì)搖柄處于上位時(shí)一手扶車架一手轉(zhuǎn)搖柄；車架剛連支架或擱在兩車軸上，及處于下位時(shí)懸掛在支架上都是雙手轉(zhuǎn)搖柄。傳動(dòng)含聯(lián)軸器時(shí)星輪單向轉(zhuǎn)動(dòng)。雙向轉(zhuǎn)動(dòng)星輪的小輪可以又有星輪結(jié)構(gòu)。軸10也可用底座連接車架的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)B62B5/02GK2238178SQ9524404
公開日1996年10月23日 申請(qǐng)日期1995年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月13日
發(fā)明者崔世泰 申請(qǐng)人:崔世泰