【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交通运输工具领域，具体属于一种遥控电动自行爬楼车。
技术介绍
1、以前修建的步梯房，由于很多不具备加装电梯的条件，住在楼上的住户，如果因为年老或腿脚不方便，将会面临出行困难的问题。现有的电动爬楼机，要么是普通轮椅加一个的辅助履带，不能独立行驶，乘员上下台阶不能自理；要么就是设计很多履带，车身庞大，结构复杂，价格昂贵，专用零件多，通用配件少，坏了不易维修；亦或是为了在斜梯上稳当，车身设计比较长，在楼道拐弯处无法原地转向；又或者是为了转向灵活，车身设计小巧，但是太短的车身在斜坡上容易翻车；可以遥控实现在平地上变短、在斜坡上变长的四驱爬楼车，更是稀罕。
技术实现思路
1、本专利技术就是一种模仿尺蠖爬行、实测有效的遥控四驱爬楼车。它的创造过程，可以概括为：结构仿生，量楼定制，因材施策，实践第一。它的设计灵感，来源于作者对一种名叫尺蠖的昆虫幼虫进行细致观察；它的设计尺寸，来源于作者对步梯房楼道环境进行的实地测量；它的零件规格，来源于作者根据实际需要进行的各种几何、力学、电学方面的计算；它的零件匹配，来源于作者对网上各种机械及电气零件实物的数据分析；它的设计过程，是先确定原理，后寻找材料，以实现载人上下楼道为目标，经过对多种网购材料实测，多次分类组装试验，层层递进，最后总装试车，又针对实验结果进行多次改进，逐步完善，直到现场载人成功之后，才定型方案。这个说明书，也是一份原型车的实验报告。
2、本专利技术的电动四驱采用了模块化技术：原型车先根据需要设计了一个驱动模块，测
3、本专利技术中每个车轮都具有独立的停车止动功能：与传统轮式车辆必须使用刹车制动的设计不同，本专利技术用蜗轮蜗杆减速机实现了车轮的停车止动。这种减速机应用广泛，技术成熟，采购容易，它具有单向传动特性，即只能由蜗杆带动蜗轮旋转，只要蜗杆停止转动，蜗轮就被蜗杆上面的传动螺纹常态化锁死。本专利技术正是利用蜗轮蜗杆减速机的这种自锁特性，用四根传动轴将四个车轮分别固定在四个减速机的输出蜗轮中，这使得该车每个车轮的转速和转向，都和各自相连的减速机输出蜗轮绑定，止停同步，没有任何空转余地。当驱动该减速机的电机断电时，车轮就会停止转动，动弹不得。这样的车轮行走在台阶上，可以进退自如，随走随停，如履平地，丝毫不用担心溜车。这种不用刹车胜过刹车的四轮独立止动设计，直接省去了传统的刹车盘，以及附带的操控装置，用最简单的方式实现了最及时的止动。除非借助工具故意破坏，仅靠双手是无法让停车后的车轮转动的。因此，爬楼车使用这种停车止动方式，具有得天独厚的稳定性和安全性。当然，蜗轮蜗杆减速机并不是本人的专利技术，只是说明把它安装在本专利技术中什么位置，起什么作用：它除了具有停车止动功能，还有把电机的旋转传递到车轮的传动功能，以及降低转速防止车速过快的减速功能，还能放大扭矩、增强运载能力和爬坡能力，可谓是一机多能，事半功倍。
4、本专利技术自创了一种人字型开合车架，用来将四个独立驱动的车轮总装在一起，车架的设计灵感来源于尺蠖。尺蠖是一种昆虫的幼虫，它只有首尾两端才有足，用于在地面上爬行，身体中段没有足，但可以时而拱起、时而放下：当它身体中段拱起时，它在地上的投影变短；当它身体中段降下时，它在地上的投影变长。作者根据尺蠖这种独特的身体结构，结合楼道环境，自创了一种人字型开合车架：在车架首尾安装驱动车轮，模仿尺蠖的脚；在车架中间安装活动关节，模仿尺蠖可以拱起或降下的身体。当然，如果只是单纯的模仿昆虫，肯定没法实现载人的目的，因此，作者又把拱起的车身中间空出来，用来放置载荷。这种中间空缺的车架结构，使得车架前后两段的上半部分都呈“u”字型，下半部分都连通成固定的框架，并在框架下端左右对称预留安装孔，用于对称安装两个驱动模块；两个人字型活动关节两端分别与前后两个“u”型框架的左右两个顶端连接，两个关节能够在180°内同步转动，使安装在活动关节上的前后两个框架能够开合自如，使安装在两个框架底端的两对驱动模块可以靠近与远离，前后一共四个驱动模块的车轮呈矩形分布。这种车架，伴随中间的降下与拱起，可以实现车身大幅度伸长与缩短，与昆虫尺蠖能屈能伸的身体结构相仿，与四轮定位的传统底盘设计相比，是一种创新。这种人字型开合车架，是本专利技术的核心创新点。
5、本专利技术具有自行调整前后车轮轴距的功能。它左右车轮的轮距是固定的，左右车轮外沿之间的宽度就是整车宽度，这是根据需要通过的楼道以及入户门宽度来确定尺寸的(原型车设计为60cm)；它前后车轮的轴距是可变的，前后车轮外沿之间的距离就是整车长度，整车长度可以随车架中间拱起而大幅度缩短，可以随车架中间降下而大幅度伸长(原型车前后车轮轴距最短能缩到不足50cm，最长能伸到120cm)。它的轴距调整方式很简单：由于连接前后两组车轮的车架顶端是活动关节，只需在驱动前后某一组车轮前进或后退的同时，让另一组车轮在原地停车止动，两组车轮之间就会产生相对位移，实现调整前后车轮轴距的目的。还有一种操作方式是通过控制前后车轮相向或相反移动来调整前后车轮的轴距，两种方法异曲同工(为了保持车身足够稳定，原型车隐藏了后一种动作方式，遥控器上只能进行前一种操作)。有了这个功能，就能轻松实现：当从平台驶向楼梯时，先因地制宜的控制前轮或者后轮单独运行，逐渐把前后车轮轴距调整到最大，然后再上下楼梯，就能预防翻车，增加它在斜坡上的稳定性；当从楼梯驶向平台时，又能因地制宜的把前后车轮的轴距调整到最小，方便它在狭窄的楼道内原地转向，增加通过性。
6、本专利技术采用了多设备一键联动技术。多设备一键联动，是用二次控制电路实现的：第一次控制电路，由一个8路遥控器和与之配套的接收器组成，遥控器的8个按键控制接收器上相对应的8个开关，选用“点动”模式和“常开”端口。8个按键，对应8个不同的动作指令；第二次控制，由8个双路常开大功率中间继电器，连接在动力电池和4个电机之间，分别控制着4个电机的正转、反转和停车。两次控制电路的各自8个端口之间，并不是一一对应的，而是同一指令涉及多个设备，同一设备又涉及多个指令。(原型车将第二次控制电路涉及到的不同电气设备，分别引出多条控制导线，再根据不同的动作指令要求把不同设备进行编组，将它们的控制导线集中连接在第一次控制电路的同一个端口之上，从而实现的一键控制多个设备联动)。由于每个动作指令，涉及到的电气设备数量、位置、动作、甚至种类都是不一样的，因此两次控制电路之间的接线比较复杂，为了防止电流混乱，两次控制电路之间的每一根导线，又必须各自串联一个防逆流二级管(原型车用了32只二级管)。正是这种把同一动作指令涉及到的不同电气设备集合为一键联动的二次控制电路，让整车前后车轮轴距的调整、前进与后退，左转与右转都实现了一键操作。这种看似复杂的电路设计，仅用几十本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种仿生四驱自行爬楼车，包括：带凸点的车轮(01)、直流电机(02)、蜗轮蜗杆减速机(07)、人字型开合车架(04)、乘员座椅(05)、滑块锁放机构(03)、动力电池(06)、控制电路和遥控器，其特征在于：整车采用了四驱技术，它的每个车轮由独立的电机控制前进、后退，由独立的蜗轮蜗杆减速机负责停车止动，通过一键联动控制电路让四个车轮同时运行时，不同车轮不同转向配合，能够实现整车前进后退与原地转向；当通过一键联动控制前后两组车轮单独前进与后退时，能够挤压与拉扯人字型车架合拢与展开，实现整车大蝠度缩短与伸长，在平地上行驶时缩到最短并锁定，能增加通过性；在台阶上行驶时伸到最长并锁定，能增加稳定性，连动调整座椅平衡。
2.如权利要求1所述的四驱技术在零件配置方式上，又采用了模块化技术，整车包括四套驱动模块，其特征在于：每套驱动模块的零件配置完全相同，分别包含一个直流电机(02)、一个蜗轮蜗杆减速机(07)、一个带凸点的车轮(01)、和一根传动轴(08)，电机的输出轴与减速机的蜗杆连接，车轮的轮毂通过传动轴(08)与减速机的输出蜗轮连接，使同一个模块中的车轮、减速机和电机转停
3.如权利要求2所述的每一个驱动模块中的电机，都分别由两大功率中间继电器控制正转、反转和停车，其特征在于：给其中一个中间继电器的吸合线圈通电时，模块中的电机正负极会与动力电池(06)正负极同时对应接通，电机会正转；给另一个中间继电器的吸合线圈通电时，模块中的电机正负极会与动力电池(06)的正负同时反向接通，电机会反转；当两个中间继电器的吸合线圈都不通电时，模块中的电机会停转。
4.如权利要求1所述的人字型开合车架(04)，它包括：前后两个呈固定形态的框架，和左右两个起连接作用的人字型活动关节，其特征在于：前后两个框架的上半部分都呈“U”字型，下半部分都连通固定，并在框架下端左右对称预留安装孔，用于对称安装如权利要求书2所述的两个驱动模块；两个人字型活动关节两端分别与前后两个“U”型框架的左右两个顶端连接，两个关节能够在180°内同步转动，使安装在活动关节上的前后两个框架能够开合自如，使安装在两个框架底端的两对驱动模块可以靠近与远离。
5.如权利要求1所述的乘员座椅(05)包括：向后倾斜的靠背和水平放置的座板，它与人字型开合车架(04)的连接方式上，又采用了连动调节平衡技术，其特征在于：座椅安装在如权利要求4所述人字型车架前后两个“U”型框架之间，座椅靠背的中间位置，左右对称用轴连接在车架后方“U”型框架靠上位置，可以以轴为圆心旋转，但是不能上下左右移动；座椅座板靠前位置，左右两端对称安装滑块，两个滑块分别放入车架前方“U”型框架上半部分左右两边的滑轨里，滑块能够在滑轨中上来回滑动，这种连接方式使得车架前后两部分在开合时，座椅会被靠背上的轴始终限制在车架中间位置，又会连动推拉座板两边的滑块沿车架上的滑轨上下移动，使座椅随着车架的开合前倾与后仰，当整车在平地运行时，随着车身缩到最短，座椅正好连动调整到四个车轮上方；当整车上下楼梯时，随着车身伸到最长，座椅会向后仰，向后仰的座椅与向前倾的车身相互抵消，实现连动调节保持座椅平衡的目的。
6.如权利要求1所述的滑块锁放机构(03)，它包括电磁锁、滑轨、滑块和锯齿状凹槽条，其特征在于：电磁锁安装在滑块上，锯齿状凹槽条平行安装在滑轨旁边，当电磁锁通电锁舌缩回时，滑块能够在滑轨内自由滑动；当电磁锁断电锁舌弹出时，正好可以卡在锯齿状凹槽里，把滑块锁定在当前位置，不能再滑动。
7.如权利要求1所述的控制电路采用了多设备一键联动技术，多设备一键联动，是用二次控制电路实现的，其特征在于：第一次控制电路，由一个遥控器和与之配套的接收器组成，遥控器的每个按键一一对应接收器上的每个开关，每个按键代表一个动作指令；第二次控制电路，是把同一个动作指令涉及到的多个电气设备相关动作的多条控制导线，同时连接在遥控接收器的同一个开关上，又把同一电气设备同一动作的控制导线引出多条，同时连接在多个相关动作指令对应的遥控接收器多个开关上，并且，为了防止电流交叉混乱，遥控接收器开关与不同电气设备相连的每一根导线必须分别同向串联一个防逆流二极管，才能够实现多设备一键联动。
...【技术特征摘要】
1.一种仿生四驱自行爬楼车，包括：带凸点的车轮(01)、直流电机(02)、蜗轮蜗杆减速机(07)、人字型开合车架(04)、乘员座椅(05)、滑块锁放机构(03)、动力电池(06)、控制电路和遥控器，其特征在于：整车采用了四驱技术，它的每个车轮由独立的电机控制前进、后退，由独立的蜗轮蜗杆减速机负责停车止动，通过一键联动控制电路让四个车轮同时运行时，不同车轮不同转向配合，能够实现整车前进后退与原地转向；当通过一键联动控制前后两组车轮单独前进与后退时，能够挤压与拉扯人字型车架合拢与展开，实现整车大蝠度缩短与伸长，在平地上行驶时缩到最短并锁定，能增加通过性；在台阶上行驶时伸到最长并锁定，能增加稳定性，连动调整座椅平衡。
2.如权利要求1所述的四驱技术在零件配置方式上，又采用了模块化技术，整车包括四套驱动模块，其特征在于：每套驱动模块的零件配置完全相同，分别包含一个直流电机(02)、一个蜗轮蜗杆减速机(07)、一个带凸点的车轮(01)、和一根传动轴(08)，电机的输出轴与减速机的蜗杆连接，车轮的轮毂通过传动轴(08)与减速机的输出蜗轮连接，使同一个模块中的车轮、减速机和电机转停同步、正反转同步。
3.如权利要求2所述的每一个驱动模块中的电机，都分别由两大功率中间继电器控制正转、反转和停车，其特征在于：给其中一个中间继电器的吸合线圈通电时，模块中的电机正负极会与动力电池(06)正负极同时对应接通，电机会正转；给另一个中间继电器的吸合线圈通电时，模块中的电机正负极会与动力电池(06)的正负同时反向接通，电机会反转；当两个中间继电器的吸合线圈都不通电时，模块中的电机会停转。
4.如权利要求1所述的人字型开合车架(04)，它包括：前后两个呈固定形态的框架，和左右两个起连接作用的人字型活动关节，其特征在于：前后两个框架的上半部分都呈“u”字型，下半部分都连通固定，并在框架下端左右对称预留安装孔，用于对称安装如权利要求书2所述的两个驱动模块；两个人字型活动关节两端分别与前后两个“u”型框架的左右两个顶端连接，两个关节能够在180°内同步转动，使安装在...
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