爬梯机构.pdf

本发明公开了一种爬梯机构，其中，包括：前车身，其前部设置有一对第一爬行轮，且该前车身的后部设置有一对第二爬行轮；后车身，其前部设置有一对第三爬行轮，且该后车身的后部设置有一对第四爬行轮；该后车身的前端与所述前车身的后端铰接；当在平地上行驶时，所述后车身与所述前车身呈“V”字形连接，所述第三爬行轮与所述第一爬行轮之间的轴距至少与台阶的高度相等，且所述后车身与所述前车身连接后的总长小于所述台阶的宽度；以及驱动装置，其用于驱动所述四对爬行轮进行转动。本发明既能攀爬台阶宽度大于本发明的总体长度的楼梯，又能在地面上平稳快速地行驶，且本发明结构简单，使用方便。

1.  一种爬梯机构，其特征在于，包括：
前车身，其前部设置有一对第一爬行轮，且该前车身的后部设置有一对第二爬行轮；
后车身，其前部设置有一对第三爬行轮，且该后车身的后部设置有一对第四爬行轮；该后车身的前端与所述前车身的后端铰接；
当在平地上行驶时，所述后车身与所述前车身呈“V”字形连接，所述第三爬行轮与所述第一爬行轮之间的轴距至少与台阶的高度相等，且所述后车身与所述前车身连接后的总长小于所述台阶的宽度；以及
驱动装置，其用于驱动所述四对爬行轮进行转动。

2.  根据权利要求1所述的爬梯机构，其特征在于，当在平地上行驶时，所述前车身与所述后车身之间的夹角为160°～175°。

3.  根据权利要求2所述的爬梯机构，其特征在于，当在平地上行驶时，所述前车身与所述后车身之间的夹角为170°。

4.  根据权利要求1-3中任一项所述的爬梯机构，其特征在于，所述驱动装置包括四个动力源，该四个动力源分别与所述四对爬行轮连接。

爬梯机构
技术领域
本发明涉及爬梯辅助设备领域，特别涉及一种爬梯机构。
背景技术
对于攀爬楼梯，目前的设备主要采用以下几种爬梯机构：
1.履带式：车轮利用履带面和楼梯棱角线接触来实现爬楼梯动作，其缺点是履带与楼梯台阶的接触是点接触，容易压坏台阶棱角，且履带结构沉重，行进噪音大，在平地行走时速度比较缓慢。
2.行星轮式：利用行星轮的轮子与楼梯台阶契合来实现爬楼梯的目的；其缺点是利用电动机或发动机驱动时，爬楼梯和在平路行驶两种状态不容易兼顾，需要增设复杂的结构才能实现。
3.足式机械臂式：利用机械臂抬起、放下等动作模拟人或动物腿行走来实现爬楼梯的目的；其缺点是结构沉重，在平地行走时速度比较缓慢。
4.轮式机械臂式：机械臂以转轴为圆心做圆周运动，圆周半径契合楼梯台阶，以实现逐级爬楼梯的目的；其缺点是无法平稳的行驶在平路上，需要另外的机构辅助以实现平路行进的目的。
5.大轮径式：通过加大轮子有效直径的方式来克服轮子尺寸的限制，以实现爬楼梯的目的。其缺点是体积大，且需要增加发动机的输出功率。
6.组合式：将前述1－4类方式进行两种以上的组合，以实现爬楼梯和在平地行走的目的。其缺点是机构复杂。
因此，现有的爬梯机构不能通过简单的结构来同时实现攀爬楼梯和在平 地上进行快速行走的目的。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种爬梯机构，从而克服现有的爬梯机构不能通过简单的结构来同时实现攀爬楼梯和在平地上进行快速行走的目的的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种爬梯机构，其中，包括：前车身，其前部设置有一对第一爬行轮，且该前车身的后部设置有一对第二爬行轮；后车身，其前部设置有一对第三爬行轮，且该后车身的后部设置有一对第四爬行轮；该后车身的前端与所述前车身的后端铰接；当在平地上行驶时，所述后车身与所述前车身呈“V”字形连接，所述第三爬行轮与所述第一爬行轮之间的轴距至少与台阶的高度相等，且所述后车身与所述前车身连接后的总长小于所述台阶的宽度；以及驱动装置，其用于驱动所述四对爬行轮进行转动。
优选地，上述技术方案中，当在平地上行驶时，所述前车身与所述后车身之间的夹角为160°～175°。
优选地，上述技术方案中，当在平地上行驶时，所述前车身与所述后车身之间的夹角为170°。
优选地，上述技术方案中，所述驱动装置包括四个动力源，该四个动力源分别与所述四对爬行轮连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的结构简单，使用方便，其既能够攀爬台阶宽度大于本发明的总体长度的楼梯，又能在地面上平稳快速地行驶，其特别适用于作为无人驾驶或智能机器人的行走平台。
附图说明
图1是根据本发明爬梯机构的立体结构示意图。
图2是根据本发明的图1的主视图。
主要附图标记说明：
1-前车身，2-第一爬行轮，3-第二爬行轮，4-后车身，5-第三爬行轮，6-第四爬行轮，7-动力源。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1至图2所示，根据本发明具体实施方式的一种实施例为：一种爬梯机构，其中，包括：前车身1、后车身4、第一爬行轮2、第二爬行轮3、第三爬行轮5、第四爬行轮6以及驱动装置，如图1所示，前车身1的前部设置有一对第一爬行轮2，且前车身1的后部设置有一对第二爬行轮3，后车身4的前部设置有一对第三爬行轮5，且后车身4的后部设置有一对第四爬行轮6。第一爬行轮2与第四爬行轮6相同，第二爬行轮3与第三爬行轮5相同，且第一爬行轮2的轮距大于第二爬行轮3的轮距。四对爬行轮的各个轮子的胎面均采用能够提供较大摩擦力的花纹。
后车身4的前端与前车身1的后端铰接。如图2所示，当本发明整体在平地上行驶时，后车身4与前车身1呈“V”字形连接；优选地，当在平地上行驶时，前车身1与后车身4之间的夹角为160°～175°。进一步优选地，当在平地上行驶时，前车身1与后车身4之间的夹角为170°，这样既能使前后 车身保持“V”字形连接，又能够使整车折弯角度不是太大，方便安装机器人等设备。且当本发明在平地上行驶时，第三爬行轮5与第一爬行轮2之间的轴距至少与台阶的高度相等，前车身1与后车身4连接在一起的总长小于台阶的宽度。
驱动装置用于驱动第一爬行轮2、第二爬行轮3、第三爬行轮5以及第四爬行轮6这四对爬行轮进行转动。优选地，如图1所示，驱动装置包括四个动力源5，四个动力源5分别与四对爬行轮连接，以使每对爬行轮能够被独立驱动。四个动力源5可以为四个电机或马达等。
本发明结构简单，使用方便，特别适用于作为无人驾驶或智能机器人的行走平台，本发明既能沿着台阶宽度大于本发明的总体长度的楼梯爬行，又能够在平地上平稳快速地行驶。
当需要在地面上行走时，由于本发明的前车身1设置有第一爬行轮2和第二爬行轮3，后车身4均设置有第三爬行轮5和第四爬行轮6，故本发明能够如普通车辆一样在地面上平稳快速地移动。
当需要沿台阶的宽度大于本发明的总长且本发明的第三爬行轮5与第一爬行轮2之间的轴距至少与台阶的高度相等的楼梯向上攀爬时，首先，位于前车身1的前部的第一爬行轮2接触楼梯的台阶的垂直壁，在该第一爬行轮2继续转动过程中，其与台阶的垂直壁之间因摩擦力的作用会对该第一爬行轮2产生一个向上的推力，同时由于前车身1和后车身4在平放时呈“V”字形连接，在另外三对爬行轮继续前行时，前车身1便被逼相对于后车身4产生向上折叠的动作，从而使位于前车身1的前部的第一爬行轮2能够沿着台阶的垂直壁向上爬行，前车身1便逐步抬头，同时后车身4继续向前靠近台阶。接着，当位于前车身1的后部的第二爬行轮3也接触到台阶的垂直壁后，台阶的垂直壁同样对其产生向上的推力，从而使该对第二爬行轮3也沿着台阶的垂直壁向上爬行。然后，当第三爬行轮5也接触到台阶的垂直壁时，由于第一爬行轮2与第三爬行轮5之间的轴距至少与台阶的高度相等(即与垂直壁的高度相等)，第一爬行轮2便越过垂直壁到达台阶的水平面，第一爬行轮 2在台阶的水平面上行走时会对前车身1产生向前的拉力，同时位于后车身4的后部的第四爬行轮6继续产生向前的推力，后车身4的前部的第三爬行轮5也沿着台阶的垂直壁向上爬行，后车身4也逐步抬头，此时第二爬行轮3有可能处于悬空状态。如果第三爬行轮5与第一爬行轮2之间的轴距小于台阶的高度，则在第三爬行轮5也沿垂直壁向上爬行时，第一爬行轮2仍在台阶的垂直壁上，便存在令整车向后翻转的危险。再接着，当第二爬行轮3也越过台阶的垂直壁后并落下到台阶的水平面上行走时，前车身1上的第一爬行轮2和第二爬行轮3便会对后车身4产生拉力，后车身4同时在第三爬行轮5和第四爬行轮6的作用下继续向上爬行。最后，当位于后车身4的前部的第三爬行轮5越过台阶的垂直壁后，后车身4沿其与前车身1的铰接处向上翘起，位于后车身4的后部的第四爬行轮6悬空，且在前面的三对爬行轮的拉力作用下，前车身1和后车身4整体继续向前移动，当位于后车身4的后部的第四爬行轮6也跟着落到台阶水平面上后，便完成一次攀越台阶的动作。
当需要沿楼梯向下爬行时，首先，位于前车身1的前部的第一爬行轮2离开台阶水平面，第一爬行轮2处于悬空状态，当位于前车身1的后部的第二爬行轮3也离开台阶水平面时，前车身1继续向下转动，第一爬行轮2和第二爬行轮3贴着台阶的垂直壁向下爬行。然后，当位于后车身4的前部的第三爬行轮5也离开台阶水平面时，第一爬行轮2已经接触到下一个台阶的水平面，会对前车身1产生向前的拉力，前车身1继续前行过程中便逐渐改变到与下一个台阶的水平面平行的姿态，第二爬行轮3有可能处于悬空状态。最后，直到位于后车身4的后部的第四爬行轮6离开台阶的水平面并掉落到下一个台阶的水平面上，向下越过一个台阶的动作便完成。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。