现在科技发展很快，有很多符合型的装置出现，本文多研究的就是轮履式结合的 装置，能够实现轮式的平地优点，也可以实现履带的稳定爬楼梯功能。

2。2  履带爬楼梯装置的设计思路

本次设计查阅了很多的文献资料，在国内现在还没有比较成熟的产品，结合日本 长崎大学研究出的一种代号为“Sakadankun” 的双履带式的爬楼梯装置，在根据在 大学所学的基本知识和相关知识进行设计。

根据爬楼梯的功能实现，我所想的装置结构是轮履式结合的装置，在平地上轮子 发挥其性能，在楼梯上履带发挥其性能，所以在这之间就要设计一个切换结构，能将 履带式装换成轮式，轮式转换成履带式。本次设计装置主要分为三个部分，一个是履 带底盘的设计，一个是上部小车的设计，一个是切换机构的选择安装设计。履带底盘 仿照一般的履带底盘，又履带框架，履带轮和履带构成；上部小车结构设计成载物的 平台，考虑其稳定性和强度就可以：轮式转换成履带式需要设计切换机构，切换机构文献综述

的功能一开始准备选择液压装置来实现，液压装置的灵活性好，压力大，速度控制方 便，但是液压装置涉及的其他零部件多，结构复杂，重量大，最后还是选择了电动推 杆来实现轮履切换的功能。因为本文所研究的是家用载物平台，所以重物的重量定在 100kg 以内，在平地上用轮式，要克服的只有摩擦力，并没有很重，用人来推动，爬 楼梯时，因为要克服的是重力，人来搬运是很艰辛的，所以要用电机驱动，就需要选 用合适的电机。

2。3  履带式爬楼梯设计原理

本文所研究的装置在平地时用轮式，在爬楼梯时用履带式。图 2-1 是装置平地时

的状态，图 2-2 是爬楼梯时装置的状态，在平地时，切换装置所用的电动推杆处于最 短位置，使履带结构不会接触地面，否则会产生噪音、不必要的摩擦和损害。一开始 爬楼梯时，电动推杆推动小车上升，相对的推动履带下降，使轮子离开地面，由履带 转动使装置运动从而达到爬楼梯的功能。

图 2-1 平地时的状态装置状态 图 2-2 爬楼梯时装置状态

2。4  爬楼梯过程的分析

本次设计的装置主要用于家用，所以爬楼梯时还是要有人在一旁协助，因为负载 不是太重，所以在平路上主要是人来推动，小车与地面是靠轮子接触，摩擦不大，所 以由人来推动不是很困难，而且给轮子添加电机使装置结构负载繁重，所以装置轮式 使由人来推动。当人把小车推到楼梯边，启动爬楼梯模式，履带转动使小车倾斜，小车上的水平传感器感应到倾斜发出信号使电动推杆工作，从而保证在爬楼梯时小车上 的重物保持水平状态。而后装置姿态不变爬楼梯，轮子在电动推杆的推动下离开地面。 爬过楼梯时装置在重力作用下倾斜，水平传感器感应到倾斜发出信号，收起电动推杆， 轮子下落，右可以推动小车前进。来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

本次设计的过程可以分为两个阶段，第一阶段为履带翻越第一个台阶，装置的姿 态由水平变为爬坡状；第二阶段为是履带在楼梯上平稳爬行，姿态不变，以下为不同 阶段的分析：

第一阶段为履带爬上第一个台阶，如图 2-3 和图 2-4，通过履带转动，履带与楼 梯的摩擦力使装置发生倾斜，装置上的水平传感器感应到小车的倾斜，会发出指令， 让电动推杆工作，电动推杆开始受力较大，会缓慢推动小车水平，但是也是能满足履 带爬楼梯时使小车水平的能力。随后，履带通过对地面和楼梯的摩擦力，使装置重心 不断提高带动装置重心翻越第一节台阶，所以能翻越第一节台阶的支点是小车能爬上 楼梯基础。本次设计的橡胶履带包含有内履带齿和外履带棱，内履带齿与驱动轮齿啮 合以传动驱动力，外履带棱使装置爬楼梯时更加稳定，不会产生滑动，增大与地面的 附着力。