一种独轮式山地果园梯子路运输机构
阅读说明：本技术 一种独轮式山地果园梯子路运输机构 (Single-wheel type hillside orchard ladder road transportation mechanism ) 是由 乔晋崴 梁海岗 刘鹏博 文志东 张力 于 2021-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种独轮式山地果园梯子路运输机构。包括车把装置、车身装置、中心轮装置、连接装置、收放式支撑架,中心轮装置连接在支撑框架前端,中心轮装置包括外部滚动部分和轮内传动部分,外部滚动部分包括弹性轮胎、轮毂、左侧轮轨、右侧轮轨、内齿轮、碟刹盘,轮内传动部分包括中心轮机构、电机、核心安装板、齿轮传动机构,齿轮传动机构安装在核心安装板上,中心轮机构的主承重轴、辅助轮安装轴、副承重轮安装轴呈等腰三角形布置,主承重轴、辅助轮安装轴、副承重轮安装轴上分别安装有可转动的小轮,轮内传动部分设有传动齿轮与外部滚动部分的内齿轮啮合,所述小轮与对应的左侧轮轨和右侧轮轨滚动接触,还设有限位支架对主承重轴进行限位。(The invention discloses a single-wheel type hillside orchard ladder road transportation mechanism. The bicycle comprises a handlebar device, a bicycle body device, a center wheel device, a connecting device and a retractable supporting frame, wherein the center wheel device is connected to the front end of the supporting frame and comprises an external rolling part and an in-wheel transmission part, the external rolling part comprises an elastic tire, a hub, a left side wheel rail, a right side wheel rail, an internal gear and a disc brake disc, the in-wheel transmission part comprises a center wheel mechanism, a motor, a core mounting plate and a gear transmission mechanism, the gear transmission mechanism is mounted on the core mounting plate, a main bearing shaft, an auxiliary wheel mounting shaft and an auxiliary bearing wheel mounting shaft of the center wheel mechanism are arranged in an isosceles triangle shape, rotatable small wheels are respectively mounted on the main bearing shaft, the auxiliary wheel mounting shaft and the auxiliary bearing wheel mounting shaft, the in-wheel transmission part is provided with a transmission gear meshed with the external rolling part, and the small wheels are in rolling contact with the corresponding left side wheel rail and the right side wheel rail, and a limiting bracket is also arranged to limit the main bearing shaft.)
技术领域
本发明涉及一种果园梯子路运输机构，属于运输机械
技术领域
。背景技术
现有技术中多数爬楼机的运动形式主要是履带、多足及多轮式，这些设备在标准的楼梯上较为高效。但难以适应山地地区果园的狭窄的梯子路，运输机构的最大尺寸受到楼梯行走宽度、重心位置及其地形之间的摩擦等多种因素的影响。
独轮功能对提高运输机构的运动性能和环境适应能力很有意义，通过独轮运动，运输机构可以轻松通过较为狭窄的梯子路，独轮的行进运动与类行星轮的重心抬升运动相互配合，能够适应多种地形的情况。现有技术中虽有关于爬楼机的研究，例如文献号为CN105966521A的中国专利申请公开了一种多功能带载爬楼车，但以该多功能带载爬楼车为代表的多轮式台阶爬升机构均具有宽度大的缺点，难以适应窄距楼梯或山地地形中较为狭窄的梯子路。同时，现有机构通过双侧轮承担重量，使得中间承重轴在受力后变形量大，导致两侧轮子在对货物的重心提升过程中会由于倾斜而出现大量力的损失。另一方面，双侧齿轮往往暴露在两侧面容易损坏。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种使用安全可靠、能够适应较为狭窄的梯子路的独轮式山地果园梯子路运输机构。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种独轮式山地果园梯子路运输机构，其特征是：包括车把装置、车身装置、中心轮装置、连接装置、收放式支撑架，所述车身装置包括支撑框架、电池、货架，电池和货架均安装在支撑框架上，车把装置连接在支撑框架的后端，所述中心轮装置连接在支撑框架的前端，所述中心轮装置包括外部滚动部分和轮内传动部分，所述外部滚动部分包括弹性轮胎、轮毂、左侧轮轨、右侧轮轨、内齿轮、碟刹盘，弹性轮胎套装并固定在轮毂的外侧，左侧轮轨、内齿轮、右侧轮轨依次同轴设置在轮毂内并与轮毂固定连接，碟刹盘与轮毂的其中一端固定连接，所述轮内传动部分包括中心轮机构、电机、核心安装板、齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括主动齿轮、中间大齿轮、从动齿轮、传动齿轮，所述电机的电机轴穿过所述核心安装板与所述主动齿轮连接，所述中间大齿轮和所述从动齿轮均可转动地连接在所述核心安装板上，所述中间大齿轮分别与所述主动齿轮和所述从动齿轮相啮合，所述传动齿轮与所述从动齿轮安装在同一根轴上，所述中心轮机构包括左侧安装板、右侧安装板、主承重轴、辅助轮安装轴、副承重轮安装轴，左侧安装板和右侧安装板分别设置在所述核心安装板的两侧并且左侧安装板、核心安装板、右侧安装板通过主承重轴、辅助轮安装轴、副承重轮安装轴连接，主承重轴、辅助轮安装轴、副承重轮安装轴呈等腰三角形布置，主承重轴靠近传动齿轮，主承重轴、辅助轮安装轴、副承重轮安装轴上在靠近左侧安装板和右侧安装板的位置分别安装有可转动的小轮，所述轮内传动部分设置在所述外部滚动部分内，所述传动齿轮与所述内齿轮相啮合，所述中心轮装置的小轮分别与对应的左侧轮轨和右侧轮轨滚动接触，在左侧安装板和右侧安装板的外侧还分别设置有限位支架，所述限位支架的一端与所述主承重轴连接，其另一端与所述副承重轮安装轴连接，所述限位支架上设置有限位部，所述支撑框架的前端与所述主承重轴连接，所述支撑框架的前端设置有可与所述限位支架的限位部配合的限位块，所述连接装置包括碟刹器、拉伸弹簧，碟刹器对应于所述碟刹盘安装在该侧的安装板上，拉伸弹簧的两端分别与所述支撑框架和所述中心轮装置连接，所述收放式支撑架包括气弹簧伸缩杆和支撑架，支撑架的一端可动地与所述支撑框架后部连接，气弹簧伸缩杆连接在支撑框架和支撑架之间，所述电池与所述电机电连接，所述碟刹器与设置在车把装置上的刹车机构连接。
本发明中，三组小轮、行星架和外部的轮毂轨道构成类行星轮系，本发明是利用行星轮结构，实现机构整体的重心变化，通过限位机构来改变运动构件的转换以完成平地运动与爬升运动的转换。本发明工作时，电机带动主动齿轮旋转，主动齿轮与从动齿轮啮合带动从动轴旋转，从动轴上的传动齿轮与内齿轮啮合，从而内齿轮转动会带动中心轮装置的外部滚动部分旋转，完成平面上的行驶；由于重力的原因，主承重轴在最低端，遇到台阶时，电机继续转动，但车轮停止转动，由于电机是与行星架固定在一起，因此电机将会带动行星轮系反转，主承重轴抬升，机构重心提高，当重心高过台阶高度时，限位支架阻挡主承重轴继续抬升，限位支架产生阻力使电机不能继续带动行星架反转，从而驱动车轮转动，而此时机构的重心高过台阶，机构整体会爬过这一级台阶，同时主承重轴由于重力原因回到最低的位置。此后根据同样的原理进行下一级台阶的爬升。本发明中的车身装置上的货架用于装载运输的货物。拉伸弹簧的作用是便于中心轮装置进行复位。碟刹器用于刹车。收放式后支撑架的主要功能是爬台阶时收起，设备停下放下保持稳定。
进一步的，为便于电池安装，所述支撑框架上设置有电池安装部。
进一步的，所述拉伸弹簧的其中一端与所述副承重轮安装轴连接。
本发明的有益效果是：本发明利用行星轮结构，实现机构整体的重心变化，通过限位机构来改变运动构件的转换以完成平地运动与爬升运动的转换。本发明结构设计巧妙，能够方便地完成平地运动与爬升运动的转换，能够很好地适应山地地区果园的狭窄的梯子路，能够适应多种地形的情况，使用安全可靠。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的侧视示意图；
图3是本发明中的中心轮装置中的外部滚动部分的结构示意图；
图4是图3的分解示意图；
图5是本发明中的中心轮装置中的轮内传动部分的结构示意图；
图6是图5的分解示意图；
图7是本发明中的限位支架的结构示意图；
图8是本发明中的支持框架前端部分的L形支撑的结构示意图；
图中，1是车把装置，2是车身装置，2-1是货架，2-2是支撑框架，2-2-1是L形支撑，2-2-2是限位块，2-3是电池，3是中心轮装置，3-1是外部滚动部分，3-1-1是碟刹盘，3-1-2是右侧轮轨，3-1-3是内齿轮，3-1-4是轮毂，3-1-5是铜柱，3-1-6是左侧轮轨，3-1-7是弹性轮胎，3-2是轮内传动部分，3-2-1是主承重轴，3-2-2是辅助轮安装轴，3-2-3是副承重轮安装轴，3-2-4是自润滑轴承，3-2-5是限位支架,3-2-5-1限位部，3-2-6是左侧安装板，3-2-7是长套筒,3-2-8是短套筒，3-2-9是核心安装板，3-2-10是小轮，3-2-11是右侧安装板,3-2-12是主动齿轮，3-2-13是中间齿轮轴，3-2-14是深沟球轴承，3-2-15是中间大齿轮，3-2-16是从动轴，3-2-17是从动齿轮，3-2-18是传动齿轮，3-2-19是轴端固定装置，3-2-20是电机，4是连接装置，4-1是碟刹器，4-2是碟刹器安装支架，4-3是拉伸弹簧，4-4是止动块，5是收放式支撑架，5-1是气弹簧伸缩杆，5-2是支撑架。
具体实施方式
下面通过非限定性的实施例并结合附图对本发明作进一步的说明：
如附图所示，一种独轮式山地果园梯子路运输机构，包括车把装置1、车身装置2、中心轮装置3、连接装置4、收放式支撑架5。所述车身装置2包括支撑框架2-2、电池2-3、货架2-1，支撑框架2-2为框架结构，电池2-3和货架2-1均安装在支撑框架2-2上，其中，所述支撑框架2-2上设置有电池安装部，电池2-3安装在电池安装部上。车身装置2的主要功能是承载货物，安装电池和电路部分。车把装置1连接在支撑框架2-2的后端，车把装置1包括调速器、刹车、车把和车把套，车把装置1的功能主要是电机启动，正反转，电机调速，刹车以及控制转向等。所述中心轮装置3连接在支撑框架2-2的前端，所述中心轮装置3包括外部滚动部分3-1和轮内传动部分3-2。所述外部滚动部分3-1包括弹性轮胎3-1-7、轮毂3-1-4、左侧轮轨3-1-6、右侧轮轨3-1-2、内齿轮3-1-3、碟刹盘3-1-1，弹性轮胎3-1-7套装在轮毂3-1-4的外侧并由轮毂3-1-4上的凸起实现周向固定，左侧轮轨3-1-6、内齿轮3-1-3、右侧轮轨3-1-2依次同轴设置在轮毂3-1-4内并与轮毂3-1-4固定连接，碟刹盘3-1-1与轮毂3-1-4的其中一端通过铜柱3-1-5固定连接。所述轮内传动部分3-2包括中心轮机构、电机3-2-20、核心安装板3-2-9、齿轮传动机构。电机3-2-20为无刷电机。所述齿轮传动机构包括主动齿轮3-2-12、中间大齿轮3-2-15、从动齿轮3-2-17、传动齿轮3-2-18，所述电机3-2-20的电机轴穿过所述核心安装板3-2-9与所述主动齿轮3-2-12连接，所述中间大齿轮3-2-15和所述从动齿轮3-2-17分别通过中间齿轮轴3-2-13和从动轴3-2-16可转动地连接在所述核心安装板3-2-9上，所述中间大齿轮3-2-15分别与所述主动齿轮3-2-12和所述从动齿轮3-2-17相啮合，所述传动齿轮3-2-18与所述从动齿轮3-2-17安装在同一根从动轴3-2-16上。所述中心轮机构包括左侧安装板3-2-6、右侧安装板3-2-11、主承重轴3-2-1、辅助轮安装轴3-2-2、副承重轮安装轴3-2-3，左侧安装板3-2-6和右侧安装板3-2-11分别设置在所述核心安装板3-2-9的两侧，并且主承重轴3-2-1、辅助轮安装轴3-2-2、副承重轮安装轴3-2-3均穿过左侧安装板3-2-6、核心安装板3-2-9、右侧安装板3-2-11，左侧安装板3-2-6、核心安装板3-2-9、右侧安装板3-2-11通过主承重轴3-2-1、辅助轮安装轴3-2-2、副承重轮安装轴3-2-3连接，主承重轴3-2-1、辅助轮安装轴3-2-2、副承重轮安装轴3-2-3呈等腰三角形布置，主承重轴3-2-1靠近传动齿轮3-2-18。主承重轴3-2-1、辅助轮安装轴3-2-2、副承重轮安装轴3-2-3上在靠近左侧安装板3-2-6和右侧安装板3-2-11的位置分别安装有可转动的小轮3-2-10，小轮与核心安装板之间通过长套筒3-2-7和短套筒3-2-8进行定位。所述轮内传动部分3-2设置在所述外部滚动部分3-1内，所述传动齿轮3-2-18与所述内齿轮3-1-3相啮合，所述中心轮装置的小轮3-2-10分别与对应的左侧轮轨3-1-6和右侧轮轨3-1-2滚动接触，小轮3-2-10可沿轮轨运动。在左侧安装板3-2-6和右侧安装板3-2-11的外侧还分别设置有限位支架3-2-5，所述限位支架3-2-5的一端与所述主承重轴3-2-1连接，其另一端与所述副承重轮安装轴3-2-3连接，所述限位支架3-2-5上设置有限位部3-2-5-1。所述支撑框架2-2的前端分别连接有L形支撑2-2-1，两个L形支撑2-2-1的前端内侧均设置有限位块2-2-2，两个L形支撑2-2-1的前端分别与所述主承重轴3-2-1的两端连接，所述支撑框架2-2的前端设置的限位块2-2-2可与所述限位支架3-2-5的限位部3-2-5-1配合进行限位。所述连接装置4包括碟刹器4-1、拉伸弹簧4-3，碟刹器4-1通过碟刹器安装支架4-2对应于所述碟刹盘3-1-1安装在该侧的安装板上，拉伸弹簧4-3的两端分别通过止动块4-4与所述支撑框架2-2和所述中心轮装置3连接，优选的是，所述拉伸弹簧4-3的其中一端与所述副承重轮安装轴3-2-3连接。所述收放式支撑架5包括气弹簧伸缩杆5-1和支撑架5-2，支撑架5-2的一端可动地与所述支撑框架2-2后部连接，气弹簧伸缩杆5-1连接在支撑框架2-2和支撑架5之间。收放式后支撑架的主要功能是爬台阶时收起，设备停下放下保持稳定。所述电池2-3与所述电机3-2-20电连接。所述碟刹器4-1与设置在车把装置1上的刹车机构连接。
本发明中，左侧安装板、核心安装板、右侧安装板及主承重轴、辅助轮安装轴、副承重轮安装轴构成行星架，三组小轮、行星架和外部的轮毂轨道构成类行星轮系。本发明工作时，电机3-2-20带动主动齿轮3-2-12旋转，主动齿轮3-2-12与从动齿轮3-2-17啮合带动从动轴3-2-16旋转，从动轴3-2-16上的传动齿轮3-2-18与内齿轮3-1-3啮合，从而内齿轮3-1-3转动会带动中心轮装置3的外部滚动部分旋转，完成平面上的行驶；由于重力的原因，主承重轴3-2-1在最低端，遇到台阶时，电机3-2-20继续转动，但车轮停止转动，由于电机3-2-20是与行星架固定在一起，因此电机将会带动行星轮系反转，主承重轴3-2-1抬升，机构重心提高，当重心高过台阶高度时，限位支架3-2-5阻挡主承重轴3-2-1继续抬升，限位支架3-2-5产生阻力使电机3-2-20不能继续带动行星架反转，从而驱动车轮转动，而此时机构的重心高过台阶，机构整体会爬过这一级台阶，同时主承重轴3-2-1由于重力原因回到最低的位置。此后根据同样的原理进行下一级台阶的爬升。拉伸弹簧用于中心装置的复位。收放式后支撑架的主要功能是爬台阶时收起，设备停下放下保持稳定。
本实施例中的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。
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