实施方案
[0015] 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,并不限定本发明。
[0016] 如图1所示,本实施例履带式爬楼搬运小车稳定行走机构,包括履带1、上固定杆2、主动轮3、中固定杆4、上伸缩杆5、前从动轮6、下伸缩杆7、中从动轮8、下固定杆9和后从动轮10,主动轮3可通过链传动、齿轮传动或带传动等传动机构与动力源电机相连。
[0017] 中固定杆4呈竖向设置,其上端转动配合主动轮3,下端转动配合中从动轮8。行走机构初始状态时,主动轮3、前从动轮6和后从动轮10回转中心构成普通三角形且中从动轮8回转中心位于前从动轮6和后从动轮10回转中心的连线上。本实施例中,主动轮3、前从动轮6、后从动轮10呈等腰三角形状。主动轮3、前从动轮6、中从动轮8、后从动轮10缠绕履带1。
[0018] 下固定杆9的两端分别转动配合中从动轮8、后从动轮10,上固定杆2的两端分别转动配合主动轮3、后从动轮10,两固定杆可沿后从动轮10回转轴线转动。上固定杆2、中固定杆4和下固定杆9在行走机构前进过程中长度固定。
[0019] 前从动轮6转动配合于上伸缩杆5、下伸缩杆7的一端且两伸缩杆可沿前从动轮6回转轴线转动。上伸缩杆5的另一端转动配合主动轮3,上伸缩杆5可沿主动轮3回转轴线转动。
[0020] 中从动轮8转动配合下伸缩杆7,下伸缩杆7、中固定杆4和下固定杆9可沿中从动轮8回转轴线转动。
[0021] 在上楼和下楼过程中前从动轮6在前、后从动轮10在后,即前从动轮6先于后从动轮10与楼梯接触。
[0022] 上伸缩杆5和下伸缩杆7在行走机构前进过程中长度可调,根据搬运小车不同负载要求可采用丝杠螺母机构、气缸或液压缸等传动机构。本实施例以丝杠螺母机构为例对上伸缩杆5和下伸缩杆7作详细说明。
[0023] 如图2所示,上伸缩杆5与下伸缩杆7的结构相类似,均由第一连接件11、滑杆12、套筒13、丝杠14、第二连接件15、齿轮减速器16和电机17等部件组成,上伸缩杆5的第二连接件15与主动轮3相连并可绕主动轮3回转轴线转动,下伸缩杆7的第二连接件15与中从动轮8相连并可绕中从动轮8回转轴线转动。上伸缩杆5和下伸缩杆7的滑杆12各通过一第一连接件
11与前从动轮6相连,两第一连接件11可绕前从动轮6回转轴线转动。电机17可选用步进电机(低负载情况下)或直流伺服电机(高负载情况下)并通过齿轮减速器16驱动丝杠14沿其轴线旋转,滑杆12与丝杠14螺纹旋接,滑杆12与套筒13滑动式配合,由于套筒13通过齿轮减速器16的箱体固定在第二连接件15上,因此,滑杆12在电机17的驱动下通过丝杠14的螺纹推动可沿轴线作前进或后退运动。
[0024] 行走机构爬楼过程可分为爬上楼和爬下楼两个基本过程,本实施例履带式爬楼搬运小车行走机构在上述两个基本过程均可提高爬楼稳定性,其基本原理分别如图3和图4所示,分述如下(本实施例中,爬楼搬运小车可通过红外测距传感器检测小车将进行的爬上楼过程还是爬下楼过程):
[0025] 行走机构爬上楼过程如图3所示,初始状态下,上伸缩杆5与上固定杆2的长度相同,下伸缩杆7与下固定杆9的长度相同,即由主动轮3、前从动轮6和后从动轮10三者回转中心构成的三角形为等腰三角形,且中从动轮8位于前从动轮6和后从动轮10回转中心的连线上(图3(a));当行走机构开始接触第一节台阶时,上伸缩杆5缩短而下伸缩杆7伸长,两者的伸长和缩短比例可在履带长度不变的限制条件下通过各几何构件的长度尺寸计算得到,此时,前从动轮6将向上抬起一定高度,抬起高度的大小可根据所检测单节楼梯的高度确定(图3(b));当中从动轮8开始接触第一节台阶时,上伸缩杆5伸长而下伸缩杆7缩短,行走机构恢复初始状态形状在楼梯上行走(图3(c));当前从动轮6越过最后一节台阶时,上伸缩杆5伸长而下伸缩杆7缩短,此时,前从动轮6将向下倾斜直至其触碰最后一节台阶表面(图3(d));当后从动轮10越过最后一节台阶时,上伸缩杆5缩短、下伸缩杆7伸长,行走机构恢复初始状态形状在平地上行走。
[0026] 同理,行走机构爬下楼过程如图4所示,图4(a)所示为行走机构接触楼梯前处于初始状态;当前从动轮6开始离开第一节台阶时,上伸缩杆5伸长、下伸缩杆7缩短,此时,前从动轮6将向下倾斜直至其触碰第二节台阶表面(图4(b));当中从动轮8离开第一节台阶边缘时,上伸缩杆5缩短、下伸缩杆7伸长,行走机构恢复初始状态形状在楼梯上行走(图4(c));当前从动轮6开始触碰最后一节台阶(平地)时,上伸缩杆5缩短、下伸缩杆7伸长,此时,前从动轮6将向上抬起一定高度,抬起高度的大小可根据所检测单节楼梯的高度确定(图4(d));当后从动轮10完全离开楼梯时,上伸缩杆5伸长、 下伸缩杆7缩短,行走机构恢复初始状态形状在平地上行走(图4(e))。
[0027] 本发明履带式爬楼搬运小车稳定行走机构在行走过程中,通过控制前从动轮抬起一定高度使履带前后两部分相对转动并形成一定角度,可消除履带行走机构在爬楼开始时履带与楼梯的冲击,提高爬楼搬运小车的行走稳定性和安全性。