单条渐开线蜗杆轮爬梯车的制作方法

1.本实用新型涉及一种爬梯车，一种单条渐开线蜗杆轮爬梯车，尤其是一种既能直行又能横行的爬梯车。


背景技术：

2.目前，应用中的爬梯车，有履带式、三叉轮式、多轮式、以及履带和轮子结合并用式，花样繁多。但总存在这样那样的不足：1.结构复杂；2.操作繁琐；3.运行不够平稳；4.单人操作困难。


技术实现要素：

3.为克服现有爬梯车结构复杂、操作繁琐、不够平稳的不足，本实用新型爬梯车，根据阶梯的特点，设置一种与阶梯凸凹相适应的蜗杆作为爬梯车的轮子，利用轮齿与阶梯的凸凹相扣关系，通过蜗杆的旋进，实现蜗杆轮轴线方向的运动，从而达到爬梯的目的。该蜗杆轮爬梯车的显著特征是：爬梯车的车轮体是单条渐开线蜗杆形体。该轮体的特性在于：既具有一般车轮的径向滚动前进能力，又能发挥其轮齿线的作用实现轮轴线方向上的攀爬旋进。正是蜗杆轮的这一特点赋予了该爬梯车既能直行又能横行的能力。为实现轮齿与阶梯的凸凹相扣关系，该蜗杆轮轮齿间距设置为与爬梯车所爬阶梯两个相邻踏口之间的距离相等，蜗杆轮的齿顶高与齿根高之差设置为大于爬梯车所爬阶梯踏步踢面高度，蜗杆轮的齿线有效轴向长度设置为大于三个齿距长度。为方便由平路向阶梯行进的转换，该爬梯车蜗杆轮设计为单条渐开线蜗杆形体，蜗杆轮轮轴头与轴承、轴承座、车壳结合部位的朝地面，在蜗杆轮爬梯车着平地状态下，距地面距离应大于踏步踢面高度，以方便爬梯车踏上第一步台阶。为解决单轮旋进中的方向偏移问题，本实用新型爬梯车采用双轮，即一个正旋轮、一个反旋轮，双轮轮轴平行、看齐排列设计，保证了行进方向的目的性。为解决爬梯过程中蜗杆轮轮齿与台阶面的摩擦问题，该爬梯车沿蜗杆轮齿线的齿顶部密布了小轮组，所述的小轮组每组设左右两个圆柱形轮，通过轮轴与蜗杆轮齿线部位相结合；所述的小轮组密布于蜗杆轮齿线顶部中心线上，小轮组的外圆面与蜗杆轮的外圆面、即齿顶位置内相切，小轮组的轮轴头面高出轮齿顶部侧面；所述的小轮组沿轮齿线的布局密度，以单条渐开线蜗杆轮轮爬梯车在爬梯过程中轮齿线主体不与梯面产生摩擦为标准。该小轮组既能在爬梯时发挥作用，又能在横行时不起作用。为保证爬梯车变换姿态时的平稳，该爬梯车加入了陀螺仪设备。该爬梯车的直行或侧行，分别由两蜗杆轮的相对方向转动或相同方向转动来实现；轴向行进中方向小偏移的调整，只需分别控制两轮的转速便可实现。在平地，爬梯车需改变行进方向为侧向时，车体无需转弯，只要让两轮同方向旋转，就可实现。
4.本实用新型爬梯车在技术上所采取的方案是： 1.构造：该爬梯车，底部为两个单条渐开线蜗杆轮，其中一个正旋，一个反旋，双轮并排，中间不产生摩擦。蜗杆轮与车壳结合部有轴承、轴承座。每个蜗杆轮配备一个驱动电机，电机和蜗杆轮之间靠齿轮带传递动力。电机设在两轮之间的上方，两电机处于同一轴线上，分别固定在车壳的两头，轮头朝外。蜗
杆轮和电机上方是车壳，车壳是蜗杆轮、电机、及车上部件的固定架。车壳上方中间位置，由低到高分别是：直流电源组体，内装陀螺仪的承重平台，可转动的座椅台面，以及与台面一体的操作面板、调速器和支架。内装陀螺仪的承重平台与车壳是球面动配合状态，可侧向和前后摆动。可转动的座椅台面与内装陀螺仪的承重平台是螺旋杆咬合状态，可转动的座椅台面可作水平360度的转动。整车配备有相应的电路系统。
5.蜗杆轮的设置要点：该蜗杆轮蜗杆设计齿距等于阶梯两个相邻踏口之间的距离；齿顶高减齿根高的距离应大于踏步踢面高度；齿线有效轴向长度应大于三个齿距长度；蜗杆轮轮轴头与轴承、轴承座、机壳结合部位底部面，在蜗杆轮着平地状态下，距地面距离应大于踏步踢面高度。沿蜗杆轮蜗杆齿线的齿顶部密布小轮组，每个小轮组设左右两个圆柱形轮，轮间由轮轴相连。小轮组的设置要点：小轮轴线与蜗杆轮轮轴线平行，小轮外圆面与蜗杆轮的外圆面、即齿顶位置内相切，小轮组沿齿线中心线布局，小轮组的轮轴头面高出轮齿顶部侧面。
6.工作原理：通过相关电路接通直流电池组，此时，陀螺仪工作，电机处于待机状态，扭动电机供电线路上的调速器，电机转动带动蜗杆轮旋转，从而实现爬梯车的前进、后退、横行。这其中，蜗杆轮的运动方向决定着爬梯车的运动方向。具体讲：两蜗杆轮相对方向旋转，因为分别是正、反旋设计，所以爬梯车会向蜗杆轮轮轴的一端运动，通过对电机供电线路正负极的调整，可实现爬梯车在轮轴方向的前进或后退。在阶梯上，这个前进或后退就是上梯或下梯。平路上，两蜗杆轮相同方向旋转，则可实现爬梯车的横行，通过对电机供电线路正负极的调整，实现爬梯车横行行驶方向上的改变。爬梯车行进方向上的小调整，只需调整两电机的相对转速便可实现。爬梯车在爬梯时，蜗杆轮轮齿齿顶部小轮组与台阶面是侧面接触，小轮组因为承接地面的阻力而转动，因此而消耗了接地阻力。爬梯车在平地横向行进时，蜗杆轮轮齿齿顶部与地面是正面接触，小轮组不起减阻作用，因此不影响行进。陀螺仪在爬梯车上的应用，使司乘人在爬梯车行进中、平路与阶梯路转换时能保持一种平稳姿态，同时也能反作用于车体，缓冲车体变换时的动作。
7.特点：(1)结构简单，操作便捷；(2)蜗杆轮的应用，使车轮体与阶梯的扣合相对紧密，让爬梯行进更加平稳安全；(3)爬梯车能向一侧滚动，也能向轮轴线方向旋进，从而减少了拐弯、调头的麻烦；(4)陀螺仪的应用，保持了爬梯车在行进中重心的稳定，同时保持了司乘人的姿态平稳；(5)可转动的座椅台面，给司乘人创造了一个360 度的操作空间和良好的视角状态；(6)可实现单人车上操控或车下遥控；(7)从开发的角度说，假若赋予爬梯车一个智能芯，同时增加相应设置，可实现对爬梯车的远程操控。
8.本实用新型爬梯车的实质特点和进步在于：将单条渐开线蜗杆当作爬梯车的车轮，赋予了爬梯车既能直行又能横行的能力。在轮子与梯面接触面设置了小轮组，从而解决了轮齿与接触面的摩擦问题，以及轮齿的磨损问题，使蜗杆作为轮子来应用更为现实。陀螺仪的加入，使载重台面处于平稳，解决了爬梯车姿态变换时的重心偏移问题。
附图说明
9.下面结合附图对本实用新型爬梯车技术方案作进一步说明：
10.图1：单条渐开线蜗杆轮爬梯车立体图。
11.图2：单条渐开线蜗杆轮爬梯车爬梯状态图。
12.图3：单条渐开线蜗杆轮爬梯车分解图。
13.图4：单条渐开线蜗杆轮爬梯车双蜗杆轮带电机图。
14.图5：单条渐开线蜗杆轮爬梯车电路控制流程图。
15.图6：小轮组立体图。
16.图3中：1.可转动的座椅台面；2. 内装陀螺仪的承重平台；3.直流电源组体；4.车壳；5.电机a；6.电机b；7.蜗杆轮a；8.蜗杆轮b；9.控制面板；10.调速器a；11.调速器b。
17.图5中：3.直流电源组体；5.电机a； 6.电机b；10.调速器a；11.调速器b；12.电源总开关；13.陀螺仪；14.电机正反转转换旋钮a； 15.电机正反转转换旋钮b。
具体实施方式
18.如图5所示，为爬梯车电路控制流程图。打开爬梯车控制面板上的电源总开关12，陀螺仪13开始工作，然后，通过旋转控制面板上的电机正反转转换旋钮，爬梯车可以分别进入前进、后退、左行、右行四种行进状态。四种状态实施过程是：前进：旋动控制面板上的电机正反转转换旋钮14和电机正反转转换旋钮15，选择指向都为前进，然后同时扭动爬梯车上的调速器10和调速器11，则电机5和电机6分别带动图3中的蜗杆轮7和蜗杆轮8进行相对方向转动，爬梯车前行。后退：旋动控制面板上的电机正反转转换旋钮14和电机正反转转换旋钮15，选择指向都为后退，然后同时扭动爬梯车上的调速器10和调速器11，则电机5和电机6分别带动图3中的蜗杆轮7和蜗杆轮8进行相对方向转动，爬梯车后退。左行：旋动控制面板上的电机正反转转换旋钮14和电机正反转转换旋钮15，选择指向都为左行，然后同时扭动爬梯车上的调速器10和调速器11，则电机5和电机6分别带动图3中的蜗杆轮7和蜗杆轮8进行相同方向转动，爬梯车左行。右行：旋动控制面板上的电机正反转转换旋钮14和电机正反转转换旋钮15，选择指向都为右行，然后同时扭动爬梯车上的调速器10和调速器11，则电机5和电机6分别带动图3中的蜗杆轮7和蜗杆轮8进行相同方向转动，爬梯车右行。
19.具体结构：如图1、3所示，蜗杆轮7和蜗杆轮8与电机5和电机6，通过齿带轮、齿带相联系。蜗杆轮轮轴头部，通过轴承、轴承座与车壳4相结合。电机5和电机6分别固定在车壳4两头。直流电源体3固定在电机5和电机6的轴线中间部位的车壳4上。内装陀螺仪的承重平台2下端与车壳4上的球体部位动态结合，内装陀螺仪的承重平台可作左右摇摆或前后倾斜。可转动的座椅台面1通过底部螺旋杆与内装陀螺仪的承重平台2相咬合，座椅台面可作水平方向的360度转动。可转动的座椅台面1上有支架，支架上方设控制面板9和调速器10、调速器11。
20.陀螺仪工作状态下，内装陀螺仪的承重平台会保持一种与地面的垂直状态。
21.当爬梯车由爬梯向平地或由平地向下梯转换时，司乘人可以在内装陀螺仪的承重平台和车壳的夹角内施加登力，给车体姿态转换以辅助。
22.制作要求：本实用新型爬梯车，未在制作材料上作描述，实施中可根据实际需要选择。本实用新型爬梯车，未对各部具体尺寸作详细描述，实施中可根据需要具体设置。本实用新型爬梯车，也未对电路连接作详细描述，实施中可根据需要具体设置。
23.特别说明：1.说明书附图仅为逻辑构图；2.本实用新型爬梯车，只适用踏步踏面两侧等距离、踏步参数上下一致的阶梯；3.说明书的叙述主要以轴向行进为直行、以载人为基础、以设备正常运转为前提，为防止意外的发生，该爬梯车在投入生产前必须加设紧急锁定
装置，对此装置本说明书不做叙述。