一种爬楼机平移转向装置及其工作方法

1.本发明涉及爬楼机转向技术领域，具体为一种爬楼机平移转向装置及其工作方法。


背景技术：

2.建筑、物流等行业发展前景广阔，高楼大厦拔地而起，面对众多货物需运输至高楼问题，爬楼机应用越发广泛，但市面上绝大多数爬楼机无法在狭小楼道内实现转向功能，不具备持续爬楼作业能力。基于爬楼机作业特点和应用场景，亟需一种可靠便捷的爬楼机转向装置实现爬楼机转向功能，满足市场需求。
3.申请号为cn202122974458.5的中国专利公开了一种用于搭载重物的爬楼机，包括安装台、履带组件、面板、面板伸缩组件、支腿、着陆架组件和控制器；通过安装台两侧支腿和万向轮实现狭小空间内的转向和移动。上述技术方案虽能实现爬楼机转向功能，但转向是依靠置于安装台左右两侧的支腿等部件，需要一定转弯半径，支腿占据空间大，不适用于狭小空间作业；支腿采用同步升降，无法适应不同地形，均由万向轮进行转向和移动，爬楼机前行轨迹不可控。
4.申请号为cn202020314197.7的中国专利公开了一种全方位水平姿态爬楼机器人机械系统，包括一个前进单元组和一个垂直运动单元组，一个转向部件，以及重心和高度调节机构，在前进单元组上设有由动力滚筒带动的行进轮；通过升降机构丝杠上升，转动旋转气缸实现转向。上述技术方案虽能实现爬楼机转向功能，但需配套相应重心调节机构共同作业，且为固定式转向，不具备移动式转向功能，操作复杂不够灵活。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提出了一种爬楼机平移转向装置及其工作方法。通过采用模块化组合设计，能够兼容不同作业场景，满足不同群体使用需求，能在运载过程中可靠灵活地实现爬楼机转向功能，具备普适性。
6.本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
7.一种爬楼机平移转向装置，包括车体、平移机构、爬楼机构，所述爬楼机构安装于所述车体左右两侧，所述平移机构安装于所述车体前后两侧，所述平移机构与所述爬楼机构的行进方向垂直。
8.进一步地，所述车体包括车体部件、伸缩部件、连接头、平移部件、控制箱、爬楼部件，所述伸缩部件连接于所述车体部件前后上端面和下端面，所述连接头一端连接于所述伸缩部件下端，所述平移部件连接于所述连接头另一端，所述控制箱连接于所述车体部件上端面，所述爬楼部件连接于所述车体部件左右两侧。
9.进一步地，所述伸缩部件包括供油模块一、供油模块二、液压缸缸体、连接柱、导向套、缸盖和特制活塞，所述供油模块一和供油模块二均连接于所述车体部件上端面，所述液压缸缸体上端面连接于所述车体部件下端面，所述液压缸缸体还通过管道连接于所述供油
模块一和供油模块二，所述连接柱一端连接于所述液压缸缸体上端面，所述连接柱另一端连接于所述缸盖，所述导向套连接于所述液压缸缸体内表面和下端面，所述缸盖连接于所述液压缸缸体下端面，所述特制活塞连接于所述液压缸缸体、导向套和缸盖内表面。
10.进一步地，所述平移部件包括支轮安装架、万向轮和移动轮，所述支轮安装架上端连接于所述连接头下端，所述万向轮连接于所述支轮安装架下端面，所述移动轮连接于所述支轮安装架下端面。
11.一种爬楼机平移转向装置的作业方法，应用上述的一种爬楼机平移转向装置，包括以下步骤：
12.步骤(一)信号启动：打开控制箱上的启动开关，爬楼部件带动爬楼机开始工作，爬至需拐弯处，按下控制箱上的停止开关，爬楼部件停止工作，分别按下控制箱上供油模块一和供油模块二的启动按钮，供油模块一和供油模块二开始运行；
13.步骤(二)车体支撑：供油模块一和供油模块二给两个液压缸独立供油，特制活塞伸出量可独立控制，特制活塞伸出同时，带动连接头和支轮安装架伸出，万向轮与移动轮伸出并和地面接触，同时爬楼部件与地面脱离接触；
14.步骤(三)车体平移转向：万向轮和移动轮伸出并与地面接触，推动车体部件，爬楼机水平移动，亦可小范围内摆动，移动爬楼机至下一工作处，实现零半径转向；
15.步骤(四)车体复位：按下控制箱上供油模块一和供油模块二的复位按钮，供油模块一和供油模块二给两个液压缸反向供油，特制活塞收缩至原位，连接头与支轮安装架收缩至原位，万向轮与移动轮收缩至原位，同时爬楼部件与地面接触，按下控制箱上启动开关，爬楼部件启动并带动爬楼机继续工作；
16.步骤(五)工作循环：遇下一平移处，按照上述步骤(一)至步骤(四)依次操作，实现爬楼机连续平稳工作。
17.进一步地，步骤(一)至步骤(五)可单独依次进行。
18.本发明的有益效果是：
19.(1)本发明通过设置于车体前后两侧的平移机构，在需要转向的楼道平台，平移车体至下一级台阶位置，实现车体零半径转弯，达到适应狭小空间的爬楼与转向连续运动。具体来说，爬楼机构为装置提供爬楼动力，平移机构驱动装置沿爬楼方向的垂直方向移动，到达下一级台阶位置停止，爬楼机构再次启动并驱动装置继续爬楼，通过平移装置至下一级台阶位置解决爬楼机难以转向问题，基于伸缩部件及平移部件的万向轮和移动轮，不受楼道空间和障碍物限制，提高爬楼机转向轨迹可控性，省时省力，提高作业效率。
20.(2)本装置采用模块化设计，基于不同作业场景和使用需求，实现组件可靠安装与快速转向功能；基于设在车体部件前后下端面的伸缩部件，实现装置弹性工作，提高空间利用率；基于设在连接头下端面的平移部件，实现爬楼机可靠灵活平移。
21.(3)设计供油模块一和供油模块二，独立供油于两个液压缸，实现特制活塞伸缩量分别调节功能，保持车体部件水平特性，提高车体转向稳定性，作业不受地形限制，具备普适性。
22.(4)基于本装置工作方法，提供一种从信号启动至工作循环的相关步骤，可靠便捷地实现爬楼机爬楼与转向一体化功能。
附图说明
23.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
24.图1为本发明的机构运动简图；
25.图2为本发明的整体结构左视图；
26.图3为本发明的整体结构俯视图；
27.图4为本发明的整体结构等测图；
28.图5为本发明的伸缩部件与平移部件左视图；
29.图6为本发明的伸缩部件与平移部件剖视图；
30.图7为本发明的一种工作状态左视示意图；
31.图8为本发明的一种工作状态正视示意图；
32.图9为本发明的另一种工作状态左视示意图；
33.图10为本发明的另一种工作状态右视示意图；
34.图11为本发明的工作方法流程示意图。
35.图中：101、车体；102、平移机构；103、爬楼机构；201、车体部件；202、伸缩部件；203、连接头；204、平移部件；205、爬楼部件；301、缸盖；302、支轮安装架；303、万向轮；304、移动轮；401、控制箱；402、供油模块一；403、供油模块二；501、液压缸缸体；502、连接柱；503、特制活塞；601、导向套。
具体实施方式
36.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本发明进一步阐述。
37.如图1所示，一种爬楼机平移转向装置，可应用于建筑、物流等需运载货物至高楼的各种场景下。包括车体101、平移机构102、爬楼机构103。所述爬楼机构103通过螺栓安装于所述车体101左右两侧，通过爬楼机构103带动爬楼装置行进，在本实施例中，所述爬楼机构103可为履带式；所述平移机构102通过螺钉对称安装于所述车体101前后两侧，通过平移机构102实现爬楼装置零半径转向功能；所述平移机构102与所述爬楼机构103行进方向垂直。
38.如图2所示，所述车体101包括车体部件201、伸缩部件202、连接头203、平移部件204、控制箱401、爬楼部件205。所述车体部件201开有相应螺纹孔，所述伸缩部件202安装于所述车体部件201前后两侧，通过螺钉连接于所述车体部件201上端面和下端面，所述伸缩部件202用于顶起并支撑爬楼装置；所述连接头203上端设置有外螺纹，所述连接头203上端通过螺纹连接于所述伸缩部件202下端，所述连接头203下端设置有螺纹孔，所述平移部件204通过螺钉连接于所述连接头203下端。所述控制箱401通过螺钉连接于所述车体部件201上端面，所述控制箱401用于实现爬楼装置行进和平移转向指令传递；所述爬楼部件205通过螺栓连接于所述车体部件201左右两侧，在本实施例中，所述爬楼部件205可为履带式，用于实现爬楼装置行进爬楼功能。
39.如图2、图4、图5和图6所示，所述伸缩部件202包括供油模块一402、供油模块二403、液压缸缸体501、连接柱502、导向套601、缸盖301和特制活塞503。所述车体部件201上开有相应螺纹孔，所述供油模块一402和供油模块二403均通过螺钉连接于所述车体部件
201上端面，所述供油模块二403靠所述控制箱401侧布置，所述供油模块一402和供油模块二403分别给置于所述车体部件201前后两侧的两个液压缸供油，驱动所述特制活塞503运动，最终实现伸缩机构伸缩功能。所述液压缸缸体501上端面通过螺钉连接于所述车体部件201下端面，所述液压缸缸体501还通过管道连接于所述供油模块一402和供油模块二403，所述连接柱502一端通过螺纹连接于所述液压缸缸体501上端面，所述所述连接柱502另一端通过螺钉连接于所述缸盖301，所述缸盖301上开设有螺纹孔，所述导向套601通过过盈配合连接于所述液压缸缸体501内表面和下端面，所述导向套601用于实现特制活塞503运动过程中导向和保护功能。所述缸盖301连接于所述液压缸缸体501下端面，所述缸盖301内表面与所述导向套601接触，通过穿过所述连接柱502的螺母固定缸盖301。所述特制活塞503的下端面开有螺纹孔，用于和所述连接头203连接，所述特制活塞503为圆柱形状，由强度大的材料制成。
40.如图3、图5和图6所示，所述平移部件204包括支轮安装架302、万向轮303和移动轮304。所述支轮安装架302上端通过螺钉连接于所述连接头203下端，所述支轮安装架302为长方体状，用于安装所述万向轮303和移动轮304，所述支轮安装架302沿爬楼机运动方向的垂直方向开有对称通孔，所述万向轮303通过螺栓连接于所述支轮安装架302下端面，所述万向轮303位于爬楼机前进方向同一侧，所述移动轮304也通过螺栓连接于所述支轮安装架302下端面，所述移动轮304位于爬楼机前进方向另一侧，所述万向轮303和移动轮304均由弹性材料制成，具有缓冲作用。
41.一种爬楼机平移转向装置的作业方法，应用上述的一种爬楼机平移转向装置，包括以下步骤：
42.步骤(一)信号启动：打开控制箱401上的启动开关，爬楼部件205带动爬楼机开始工作，爬至需拐弯处，按下控制箱401上的停止开关，爬楼部件205停止工作，分别按下控制箱401上供油模块一402和供油模块二403的启动按钮，供油模块一402和供油模块二403开始运行。
43.步骤(二)车体支撑：基于不同作业场景，通过供油模块一402和供油模块二403给两个液压缸独立供油，实现特制活塞503伸出量独立控制，保证支撑过程爬楼机车体稳定性。如图7和图8所示，操作控制箱401，保持供油模块一402和供油模块二403供油量相同，特制活塞503伸出同时，带动连接头203和支轮安装架302伸出，万向轮303与移动轮304伸出并和地面接触，同时爬楼部件205与地面脱离接触；同时爬楼部件205与地面脱离接触，车体部件201距地面高度有所提升，但平台表面仍处水平状态。如图9和图10所示，爬楼机处凹凸不平地面，根据实际情况操作控制箱401，使得供油模块一402和供油模块二403供油量不同，设于车体部件201两端下表面的液压缸中特制活塞503行程不同，带动连接头203和支轮安装架302伸出量不同，万向轮303与移动轮304伸出高度不同，处地势高侧的万向轮303与移动轮304伸出量小，处地势低侧的万向轮303与移动轮304伸出量大，爬楼部件205与地面脱离接触同时，车体部件201距地面高度有所提升，但平台表面仍处水平状态，提高爬楼机不同地形作业的可靠性。
44.步骤(三)车体平移转向：如图7、图8、图9和图10所示，车体101保持水平状态，万向轮303和移动轮304伸出并与地面接触，推动靠万向轮303一侧的车体部件201端面，遇空间不规则或有障碍物的楼道，通过控制万向轮303转动方向，爬楼机小范围内摆动，实现爬楼
机转向可控调整，通过移动轮304单自由度，爬楼机实现沿与运动方向垂直的方向水平移动，实现零半径转向，移动爬楼机至下一工作处。
45.步骤(四)车体复位：如图2所示，按下控制箱401上供油模块一402和供油模块二403的复位按钮，供油模块一402和供油模块二403给两个液压缸反向供油，特制活塞503收缩至原位，连接头203与支轮安装架302收缩至原位，万向轮303与移动轮304收缩至原位，基于机构运动链关联特性，实现各组件复位功能，提高空间利用率，不影响其他部件的正常工作，此时爬楼部件205与地面接触，按下控制箱401上启动开关，爬楼部件205启动并带动爬楼机继续工作。
46.步骤(五)工作循环：如图11所示，遇下一平移处，按照上述步骤(一)至步骤(四)依次操作，实现爬楼机连续平稳工作。
47.进一步地，本发明作业方法中步骤(一)至步骤(五)可单独依次进行。
48.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种爬楼机平移转向装置，包括车体(101)、平移机构(102)、爬楼机构(103)，其特征在于：所述爬楼机构(103)安装于所述车体(101)左右两侧，所述平移机构(102)安装于所述车体(101)前后两侧，所述平移机构(102)与所述爬楼机构(103)的行进方向垂直。2.根据权利要求1所述的一种爬楼机平移转向装置，其特征在于：所述车体(101)包括车体部件(201)、伸缩部件(202)、连接头(203)、平移部件(204)、控制箱(401)、爬楼部件(205)，所述伸缩部件(202)连接于所述车体部件(201)前后上端面和下端面，所述连接头(203)一端连接于所述伸缩部件(202)下端，所述平移部件(204)连接于所述连接头(203)另一端，所述控制箱(401)连接于所述车体部件(201)上端面，所述爬楼部件(205)连接于所述车体部件(201)左右两侧。3.根据权利要求2所述的一种爬楼机平移转向装置，其特征在于：所述伸缩部件(202)包括供油模块一(402)、供油模块二(403)、液压缸缸体(501)、连接柱(502)、导向套(601)、缸盖(301)和特制活塞(503)，所述供油模块一(402)和供油模块二(403)均连接于所述车体部件(201)上端面，所述液压缸缸体(501)上端面连接于所述车体部件(201)下端面，所述液压缸缸体(501)还通过管道连接于所述供油模块一(402)和供油模块二(403)，所述连接柱(502)一端连接于所述液压缸缸体(501)上端面，所述连接柱(502)另一端连接于所述缸盖(301)，所述导向套(601)连接于所述液压缸缸体(501)内表面和下端面，所述缸盖(301)连接于所述液压缸缸体(501)下端面，所述特制活塞(503)连接于所述液压缸缸体(501)、导向套(601)和缸盖(301)内表面。4.根据权利要求2所述的一种爬楼机平移转向装置，其特征在于：所述平移部件(204)包括支轮安装架(302)、万向轮(303)和移动轮(304)，所述支轮安装架(302)上端连接于所述连接头(203)下端，所述万向轮(303)连接于所述支轮安装架(302)下端面，所述移动轮(304)连接于所述支轮安装架(302)下端面。5.一种爬楼机平移转向装置的作业方法，其特征在于：应用权利要求1至4中任一项所述的一种爬楼机平移转向装置，包括以下步骤：步骤(一)信号启动：打开控制箱(401)上的启动开关，爬楼部件(205)带动爬楼机开始工作，爬至需拐弯处，按下控制箱(401)上的停止开关，爬楼部件(205)停止工作，分别按下控制箱(401)上供油模块一(402)和供油模块二(403)的启动按钮，供油模块一(402)和供油模块二(403)开始运行；步骤(二)车体支撑：供油模块一(402)和供油模块二(403)给两个液压缸独立供油，特制活塞(503)伸出量可独立控制，特制活塞(503)伸出同时，带动连接头(203)和支轮安装架(302)伸出，万向轮(303)与移动轮(304)伸出并和地面接触，同时爬楼部件(205)与地面脱离接触；步骤(三)车体平移转向：万向轮(303)和移动轮(304)伸出并与地面接触，推动车体部件(201)，爬楼机水平移动，亦可小范围内摆动，移动爬楼机至下一工作处，实现零半径转向；步骤(四)车体复位：按下控制箱(401)上供油模块一(402)和供油模块二(403)的复位按钮，供油模块一(402)和供油模块二(403)给两个液压缸反向供油，特制活塞(503)收缩至原位，连接头(203)与支轮安装架(302)收缩至原位，万向轮(303)与移动轮(304)收缩至原位，同时爬楼部件(205)与地面接触，按下控制箱(401)上启动开关，爬楼部件(205)启动并
带动爬楼机继续工作；步骤(五)工作循环：遇下一平移处，按照上述步骤(一)至步骤(四)依次操作，实现爬楼机连续平稳工作。6.根据权利要求5所述的一种爬楼机平移转向装置的作业方法，其特征在于：步骤(一)至步骤(五)可单独依次进行。

技术总结
本发明涉及爬楼机转向技术领域，具体为一种爬楼机平移转向装置及其工作方法，转向装置包括车体、平移机构、爬楼机构；爬楼机构安装于车体左右两侧，平移机构安装于车体前后两侧，平移机构与爬楼机构行进方向垂直；具体装置包括车体部件、伸缩部件、连接头、平移部件、控制箱、爬楼部件；伸缩部件连接于车体部件前后上端面和下端面，连接头一端连接于伸缩部件下端；平移部件连接于连接头另一端；控制箱连接于车体部件上端面；爬楼部件连接于车体部件左右两侧。本发明还公开了一种爬楼机平移转向装置的工作方法。本发明通过设置于车体前后两侧的平移机构，实现车体无转弯半径的转向，达到适应狭小空间的爬楼与转向连续运动。适应狭小空间的爬楼与转向连续运动。适应狭小空间的爬楼与转向连续运动。


技术研发人员：刘有余 汪祁杰 李红伟 李艺 胡国栋
受保护的技术使用者：安徽工程大学
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/17