爬楼梯小车设计原理
爬楼机原理
爬楼机原理爬楼机是人们在高层建筑施工、维修及运输等方面的主要梯具之一。
它的出现极大地提高了工人的工作效率，使得高空作业更加安全。
爬楼机是一种立式运输工具，其运行原理与传统电梯不同，下面就来具体了解一下它的构造和工作原理。
一、构造和组成爬楼机主要由导轨、车架、电动机、制动器、安全装置和控制系统等组成。
1.导轨：导轨是爬楼机的主体架构部件。
它由固定在楼房外墙上的钢管构成，直径一般为Φ50或Φ60。
在导轨上滑行的是两个车架，方向盘和两根铁丝可以控制车架的方向，使其沿导轨上升或下降。
2.车架：车架是爬楼机的承载和工作部分。
它由躯干、臂架、行走装置、支架和脚手架等部分组成。
躯干是车架的骨架，它由多根钢管拼装而成。
臂架是爬楼机的横向支撑部分，由数根钢管组成。
行走装置是爬楼机的运动部分，由电动机、减速器和传动轮等组成。
行走装置连接在臂架端部，能够拉动车架上升或下降。
支架是爬楼机的支撑部分，它由三个组成，帮助车架平衡。
脚手架则是工人站立的部分，用于工作时的站立和支撑。
3.电动机：驱动爬楼机行走的是电动机，一般都是直流电机，在导轨上垂直地运动。
爬楼机有单电机和双电机两种，单电机的行走速度一般较慢，双电机行走速度则快。
4.制动器：制动器在爬楼机上显得非常重要，因为它是保障工人和设备安全的一种安全装置。
制动器能够在爬楼机运行时紧急停止其运动，以保障工人的安全。
在制动器失灵时，爬楼机的安全装置就会启动。
5.安全装置：安全装置是爬楼机的最后一道安全保障，它是爬楼机主要运行装置的一个备用系统，可以在主系统失效时保障工人和设备的安全。
当爬楼机出现异常情况时，例如电动机、制动器出现故障或导轨脱离等，安全装置便会启动，停止爬楼机的运行。
6.控制系统：控制系统是爬楼机的大脑，根据人工和自动控制的信号，对电动机控制器、行走装置等进行控制，从而实现爬楼机优雅、平稳、安全的升降运动。
控制系统简单的组成有控制箱、控制器、主开关等等。
二、工作原理及分类爬楼机的运行原理是通过电动机收缩或伸展伸缩臂驱动车架移动，就像城市的自行车道一样，只要掌握方向盘和刹车即可往前后左右移动。
乐高爬坡小车工作原理
乐高爬坡小车工作原理
首先，乐高爬坡小车的结构设计是关键。
它采用了轮式设计，车身内
部装有电机和齿轮传动装置。
车身底部装有数个附着足，这些足可以活动，根据地形的不同进行伸缩和转动，使整个车辆可以在不平坦的地面上移动。
其次，乐高爬坡小车的传动原理主要通过电机和齿轮实现。
电机是提
供动力的装置，齿轮则将电机的转动力传递给车轮，从而使车辆移动。
乐
高爬坡小车的齿轮传动装置采用了减速效果，通过增加齿轮间的齿数差异
来减少车轮的转速，从而增加扭矩。
这样的设计方案使得车辆可以在爬坡
时具备足够的动力。
再次，乐高爬坡小车的能源供给是必不可少的。
它通常采用电池作为
能源，电池提供电能给车辆的电机，驱动车辆运动。
电池的容量和电流大
小决定了车辆的续航能力和功率输出。
不同的乐高爬坡小车可能会采用不
同规格的电池，以满足其功能和性能需求。
最后，乐高爬坡小车的控制系统负责管理车辆的动作和运动。
控制系
统通常由微处理器、传感器和执行器组成。
微处理器是车辆的大脑，可以
接收传感器的信号并做出相应的决策。
例如，当车辆遇到障碍物时，传感
器可以检测到并发送信号给微处理器，微处理器则通过执行器控制足的伸
缩和转动，从而使车辆克服障碍物并继续前进。
总结起来，乐高爬坡小车的工作原理包括结构设计、传动原理、能源
供给和控制系统。
通过这些组成部分的配合，乐高爬坡小车可以实现在不
平坦地形上的移动，模拟生物的爬坡能力，为孩子提供了更具挑战性和有
趣的游戏体验。
上下阶梯小车设计
目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2设计背景 (1)1.3论文研究的内容和意义 (2)第二章上下阶梯小车的原理设计及方案选择 (4)2.1上下阶梯小车的基本原理 (4)2.2上下阶梯小车方案设计 (6)第三章小车结构设计 (10)3.1传动比计算 (10)3.2轴的设计 (10)3.2.1轴的简述 (10)3.2.2轴材料的选择 (11)3.2.3轴的结构设计 (11)3.3齿轮传动设计及校核 (18)3.3.1齿轮轴传动系统设计 (18)3.3.2设计参数 (23)3.3.3布置与结构 (24)3.3.4材料及热处理 (24)3.3.5齿轮精度 (24)3.3.6齿轮基本参数 (25)3.3.7检查项目参数 (26)3.3.8强度校核数据 (27)3.3.9强度校核相关系数 (28)3.4轴承的选择 (29)3.5齿条的设计 (30)3.6 联轴器选择 (30)第四章总结 (32)参考文献 (33)致谢 (34)第一章绪论1.1引言上下阶梯是普通日常生活活动中的一种，那些在大量不设电梯的七层以下的住宅楼房居住的居民，尤其是那些老年人和残疾人，在生活上就会有诸多不便。
目前无论乡镇还是城市无一不在飞速发展，其中阶梯不少。
如上下汽车、地铁火车有阶梯；横过马路或须上下人行道或须登越人行天桥或须窜越地下通道有阶梯；城市居民走亲访友，或送货上门也免不了爬楼下梯；楼上地下商场比比皆是，更免不了爬楼下梯；名山景点，山坡城市更是不计其数。
这些阶梯对那些肩背手捉旅行之人，对以送货上门为职业的工人及商家；对那些早没晚收流动商贩等等人群，跨越攀登这些阶梯时艰难费力。
基于以上种种因素的考虑，我们设想能不能设计个上下阶梯小车，再在小车设计的基础上改装，解决人们在生活中遇到的上下阶梯难题。
该小车的设计，方便了人们的生活，具体表现在：1．以该小车为载体，对残疾人座椅进行改造，可实现自动行走和上下楼；2．以该小车为载体，野外作业设施能够实现上下运输车辆的平稳装卸及转运，快速，机动地完成布置。
爬楼运输小车的创新设计
爬楼运输小车的创新设计发布时间：2022-07-10T09:15:57.528Z 来源：《中国科技信息》2022年5期3月作者：栾加航徐子刚[导读] 在日常生活和生产中经常要将重物搬上楼梯，传统的方法基本是靠人力搬运完成，有时由于重物太重或人手不足而无法搬运栾加航徐子刚山东协和学院山东济南 250107摘要:在日常生活和生产中经常要将重物搬上楼梯，传统的方法基本是靠人力搬运完成，有时由于重物太重或人手不足而无法搬运，本课题就是为克服这个难题而设计的。
在深入分析爬楼机构及其攀爬对象的基础上，设计了相对优势较明显的轮组结构爬楼机器人。
对机器人小车的运动学模型进行分析，论证小车实现任意曲线运动所包含的自转、直线前进、圆弧前进三个基本运动单元的可行性。
关键词：爬楼机器人；行星轮；驱动电路引言：随着机器人相关技术的不断成熟，机器人在各行各业中应用越来越广泛。
操作更加灵巧、适应多变环境、人工智能以及与互联网人机融合友好共存是未来机器人发展的必然趋势。
受我国人口出生率下降、老龄化程度加重、劳动力成本增加、对于重复工作劳动力需求的增加与机器人制造成本降低等因素影响，现代工厂、制造、物流等行业都开始引进机器人。
此外，根据现代医疗、服务、保健、娱乐等行业的发展以及人民生活的需求，机器人将逐渐走进人们的生活中。
爬楼运输小车的工作原理：轮组式爬楼机器人的整体结构由三部分组成，包括位于机器人中间部位由四个轮组驱动的主车架、轮组机构、载台及弧形车身。
机器人车轮的传动部分位于车体的底盘，地盘上边的空白部分则用于配置所需控制电路以及导航所需的传感器等。
由于爬楼机器人的特殊要求本设计采用前轮驱动后轮转向设计。
车体两侧的轮组皆具有两个旋转自由度，即小车轮的旋转和轮辐的旋转运动。
中间两个电机具有自锁功能，采用大减速比的蜗轮蜗杆减速系统，与前轮小轴相连驱动车轮，实现机器人前进、后退和越障。
遇楼梯时锁轴器将后轮小轴与管轴锁紧，最后通过管轴驱动轮辐，实现机器人的爬楼动作。
爬楼小车结构设计
爬楼小车结构设计作者：石佳明项佳磊田爽侯永涛来源：《科技资讯》2017年第23期摘要：文章简述爬楼小车的结构设计，从爬楼车轮组结构设计开始介绍，具体介绍了行星轮的减震功能；然后介绍了防倒退结构设计；再介绍了载货面结构设计，对其中上下车架调节装置的作用作具体说明，最后得出结论，说明这款小车的可行性和合理性。
关键词：爬楼小车行星轮结构设计中图分类号：F416.47 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（b）-0090-02Abstract： Briefly introduct to the structure design of climbing car，This paper introduces the design of the structure of the cargo plane， and introduces the design of the cargo plane structure. The function of the upper and lower frame adjustment devices is described in detail. Finally concluded. Describe the feasibility and rationality of our car.Key Words： Climbing car； Planetary wheel； Structure design随着国家楼房高度的提高，人们对货物的搬运需求也在日渐提高，然而电梯高昂的成本并不能让电梯普及。
所以迫切的需要设计出一款合理的爬楼小车来满足人们的需求。
接下来笔者会从爬楼车的目前现状和发展前景两个角度来介绍一下爬楼车的魅力。
1 爬楼车的结构原理首先从爬楼车的目前现状来了解一下爬楼车。
其实在国内外这个课题发展得已经很不错了。
国外第一架爬楼轮椅早在1892年就已经被一个叫做Bray的美国人申请专利[1]。
液压爬楼梯小车毕业设计
液压爬楼梯小车毕业设计
液压爬楼梯小车是一种能够利用液压系统进行爬楼梯运输的小型载货工具。
其主要构
成部分包括底盘、电动机、液压系统、控制系统等。
在运作时，该车首先通过底盘上的轮
子对平地进行移动。
当遇到楼梯等高度障碍，车上液压系统会启动，通过执行器推动液压缸，使其较长的活塞杆在进出液压缸的过程中将车体升高，从而攀爬楼梯。
该车的设计有力地解决了搬运物品时遭遇障碍的问题，极大地提高了物流工作的效
率。
在设计中应注意以下几点：
1. 结构设计
车体应该结构简单，轻量化，符合设计要求。
液压缸和液压泵应具有足够的承载能力
和精度。
底盘应选择高强度材料，以达到足够的强度和稳定性。
2. 液压系统设计
为了保证车体在爬行过程中的稳定性，应设计能够自动进行液压系统调节的控制程序。
液压油舱应具有足够的容量，并严格按照操作手册进行维护和更换。
液压泵应该能够提供
足够的流量和压力保证液压缸的正常运作。
该车的液压系统应根据实际使用情况进行合理
的尺寸配置及管路安装。
3. 电动机设计
电动机应具有足够的功率和扭矩保证车辆顺畅运行和爬，同时也要考虑高温、潮湿等
工作条件，选用符合要求的电机。
控制系统设计应该具有足够的精确性和可靠性，能够自动启动和停止，同时还应该具
有检测、报警等功能。
对于该车，建议采用PLC编程控制方式，以便实现适应性操作。
总之，液压爬楼梯小车的设计涉及到诸多方面，并需要充分考虑使用的环境、工作量、工作时长等实际情况，方能达到设计的预期效果。
爬楼梯小车设计原理
爬楼梯小车设计原理一、设计原理本文利用齿轮齿条原理设计了一款可爬楼梯的机器小车。
摘要:运用齿轮齿条原理设计了一款可爬楼梯的小车,同时以Pro/E为设计平台建立了小车的参数化模型,提高了爬楼梯小车的设计效率,验证设计的合理性。
爬楼梯小车分为两个组成部分：控制部分和车体部分。
控制部分主要功能就是控制车体各部分的电机运动，包括前后两齿轮的正反转，以及前后轮的正反转。
车体部分重要部分就是爬升机构，爬升机构采用两组齿轮齿条机构，各分部在前后两处。
具体爬楼原理为:当刚开始上台阶时,前齿轮正转,使得前齿轮连同前轮抬升,等前轮上升到一个台阶高度时,后轮转动,将前轮放在上一个台阶上;然后后轮停止转动,前齿轮反转,后齿轮正转，使得车身中部得以抬升,此时前后两轮同时向前运动使得小车中部也落到上一个台阶，然后反转后齿轮，抬升后轮与前轮一平，继续前进小车。
这样小车就顺利地上了一个台阶。
这样一直循环,就可以使小车顺利爬完楼梯。
与其它可以上楼梯的车子相比有以下优点:（1）设计原理直观;（2）小车结构简单,容易制造;（3）可爬变高度的楼梯。
（4）整个爬升过程能保持车身安全平稳运动。
（5）依照上升原理，同样可以进行下台阶运动。
二、三维实体模型的建立和装配2.1实体模型的建立实体建模是产品设计和仿真的基础,模型建立的好坏直接影响到后面仿真和运动分析的结果。
我们所研究的小车最主要的零部件是其爬升的关键部分齿轮齿条机构,其他零件还有底盘、轴、车轮等。
齿轮的建模是一项繁琐的工作,参数化的齿轮可以使设计工作成倍地减小,直齿圆柱齿轮的建模可以分为以下几步:(1)设置必需的参数,如模数、齿数、压力角、分度圆直径等。
用公式设置它们之间的关系。
(2)使用“草绘”工具创建齿轮的分度圆、基圆、齿底圆和齿顶圆。
( 3)根据渐开线的方程创建齿槽的轮廓曲线。
如果选坐标系为圆柱坐标,则方程可以是:r=db/( 2 *cos( 45* t) )th eta=tan( 45 *t) *18 0/pi -( 45*t)( db为基圆直径)z=0( 4)使用“拉伸”工具创建齿轮的实体轮廓。
自动爬楼小车毕业论文
自动爬楼小车毕业论文自动爬楼小车毕业论文摘要：自动爬楼小车是一种能够自主进行楼梯上下行的机器人，具有广泛的应用前景。
本文主要研究了自动爬楼小车的工作原理、设计方案及其控制算法。
通过对其机械结构、传感器系统、动力系统和控制系统的优化设计，实现了安全、稳定、高效的自动爬楼过程。
通过实验验证了该小车的性能优势，并对未来的研究方向进行了展望。
关键词：自动爬楼小车；楼梯爬升；机械结构；控制算法；性能优化引言：随着科技的不断发展，机器人技术在多个领域都取得了巨大的进步，自动爬楼小车作为其中的一个重要创新，具有重要的应用价值。
传统的楼梯爬升方式往往需要人力操作，效率低且存在安全隐患，而自动爬楼小车能够通过自主导航和控制算法，实现自动爬升过程，具有显著的应用潜力。
因此，对自动爬楼小车的研究与开发具有重要的意义。
一、自动爬楼小车的工作原理自动爬楼小车主要由机械结构、传感器系统、动力系统和控制系统组成。
其工作原理是通过传感器系统感知楼梯的形状和距离，并通过控制系统计算最佳行进策略，再由动力系统驱动机械结构完成楼梯爬升过程。
二、自动爬楼小车的设计方案2.1 机械结构设计机械结构设计是自动爬楼小车的关键部分，它需要具备足够的稳定性和承重能力。
通过采用铝合金材料和模块化设计，提高了机械结构的强度和稳定性。
同时，为了适应不同楼梯的形状和高度，机械结构设计了可调节的抓握装置和脚踏装置。
2.2 传感器系统设计传感器系统是自动爬楼小车的感知器官，它需要准确地感知楼梯的形状和距离。
通过采用多种传感器，如红外传感器、超声波传感器和视觉传感器，实现了对楼梯的全方位感知。
2.3 动力系统设计动力系统是自动爬楼小车的动力来源，它需要提供足够的动力输出，使得小车能够稳定爬升楼梯。
通过采用直流电机和齿轮传动机构，提高了动力系统的效率和可靠性。
2.4 控制系统设计控制系统是自动爬楼小车的大脑，它需要准确地控制机械结构和动力系统，实现自动爬升的目标。
爬楼车毕业设计说明书
前言近年来随着计算机技术蓬勃发展，计算和数据传送速度大幅度提高。
以此硬件为基础，许多智能算法得以在短时间内实现，智能机器人正变得越来越聪明。
随着现实生活中对机器人技术应用的发展，使得机器人成为战胜自然和虚拟障碍的必需品。
在很多危险场所，如战场、核生化灾害地、恐怖爆炸地等需要愈来愈多的移动机器人搭载机械手等设备代替人去执行任务。
众所周知机器人自主爬楼梯是移动机器人完成危险环境探查、侦察、救灾等任务需要具备的基本智能行为之一。
目前，主要有腿式、履带式、轮式爬楼车移动机器人，腿式的如四足和六足机器人，尽管这些机器人能够爬楼梯和穿越障碍，但由于腿部的运动，它们不能在平坦的表面上平滑运动；履带式移动机器人以其强大的地形适应性而倍受青睐，其所受的摩擦力均匀分布在履带上，而轮式小车的摩擦力只是集中在轮胎与地面的接触面上，就抓地力而言它们是一样的，但在小车转弯或者爬坡时，履带式小车所受的摩擦力分布不会像轮式小车那样发生剧变，所以就表现出更好的操控性，但是转弯时，履带的磨损、履带开模难度大等都成为其应用的瓶颈；轮式移动机器人克服了履带式的这些缺点，在满足一定地形适应性的前提下，可以充分发挥移动机器人移动灵活、控制简单等优点。
一般来说，轮式移动机器人对地形的适应性大小与轮子的数量成正比，但随着轮子数量的增加，又带来了机器人体积庞大、重量重等缺点。
爬楼轮式行驶系统均采用各轮独立驱动,自主工作的方式,同时各轮均采用弹性悬挂方式,故工作起来方便灵巧,同心性和转向性均较好。
刚性轮具有较高的机械可靠性,较好的转向性和环境适应性,但其行驶稳定性和耐磨损性均较差。
充气轮虽然具有较好的行驶稳定性和越障能力,但其环境适应能力差,故不能应用到爬楼车中。
金属弹性轮的爬坡性能、耐磨损性、环境适应性以及机械可靠性、越障能力均较好,但其转向性能较差。
椭圆轮、半球轮和无毂轮的爬坡和越障性能及耐磨损性能均较好,但其行驶稳定性较差,机械可靠性最低。
一种电动载物爬楼梯小车的设计
第6期(总第205期）2017年12月机械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING&AUTOMATIONNo . 6Dec .文章编号：1672-6413(2017)06-0099-02一种电动载物爬楼梯小车的设计+张杨S 孟祥雨S王凯S 李启亮2，孙飞3(1.吉林农业大学工程技术学院，吉林长春 130118; 2.番禹珠江铜管（连云港）有限公司，江苏连云港222000; 3.吉林省中科生物工程股份有限公司，吉林长春130012)摘要：设计了 一种以行星轮机构为关键装置的具备半自动爬楼与路行两种功能的载物小车，并对载物小车的 爬楼梯机构、动力传递及结构链接进行了设计分析。
关键词：星轮机构；载物；爬楼梯 中图分类号：TP242文献标识码：A〇引言在老旧小区大多数7层以下的楼房都没有安装电梯，人们上下楼搬运货物很不方便。
目前市场上已有 的几种载物爬楼小车只具备电力助动爬楼的功能，而 平地行走以及转弯问题则全需要人力解决。
本文在分 析了大量载物爬楼梯小车的基础上，提出了一种适合 人们使用的星轮式爬楼和路行两用电动小车的设计方 案，并对其进行了机构及结构设计。
1载物小车爬楼梯机构及整体尺寸设计1.1 轮式机构的选择及设计本文在选择爬楼机构时，针对履带式机构、腿式机 构、轮式机构等进行了对比分析。
履带式爬楼梯机构 不仅重量大，运动不够灵活，还会对楼梯边缘造成巨大 的压力从而对楼梯有一定的损坏，其在平地使用时所 受阻力较大，转弯极其不方便，这些问题与设计初衷违 背；腿式机构对于控制的要求比较高，在平地行走时也 十分缓慢，所受限制性较多;相对于以上两种机构，轮式 机构具有明显的优势，三行星轮机构使用范围广泛、运 动灵活，爬楼时重心稳定，起伏较小，安全性高，并且路 行与爬楼梯的转换灵活，将小车两侧三行星轮机构上的 一个星轮使用一个轮毂电机代替，可完全满足路行的电 力驱动。
经过对使用安全性、运动灵活性、控制难易程 度等性能对比分析后，为满足日常生活的实用化要求， 最终选定三行星轮式机构作为爬楼机构，如图1所示。
乐高爬坡小车工作原理
乐高爬坡小车工作原理乐高爬坡小车工作原理简介乐高爬坡小车是一款由乐高公司推出的创意玩具，它具备独特的爬坡功能。
本文将从浅入深，对乐高爬坡小车的工作原理进行解析。
原理解析1. 物理原理乐高爬坡小车的爬坡原理基于物理学中的斜面原理。
斜面是一个有一条边倾斜的平面，当一个物体沿斜面上升时，只需要克服斜面上的重力分量，而不需要克服物体自身的重力。
2. 结构设计乐高爬坡小车的结构设计非常精巧。
它采用了特殊的轮胎和驱动系统。
轮胎具有良好的摩擦性能，能够在斜面上提供足够的抓地力。
驱动系统通过电机驱动轮胎转动，使小车能够向上爬行。
3. 重心调整乐高爬坡小车在爬坡过程中，需要平衡重心，以保持稳定。
它通过合理的重心调整，使得重心位于轮胎与地面接触点的垂直线上，从而提高了爬坡的稳定性。
4. 动力控制乐高爬坡小车的动力控制采用了电子控制系统。
通过控制电机的转速和方向，可以控制小车的行进速度和方向。
这使得小车能够在爬坡过程中做出相应的调整，以适应不同坡度的斜面。
总结乐高爬坡小车的工作原理基于物理学中的斜面原理。
通过精巧的结构设计、合理的重心调整和电子控制系统，使得小车能够在斜面上爬行。
它不仅是一款富有创意和趣味性的玩具，更能启发孩子对物理学和工程学的兴趣。
5. 斜面原理斜面原理是物理学中有关斜面运动的基本原理。
当一个物体沿斜面上升时，只需要克服斜面上的重力分量，而不需要克服物体自身的重力。
这是因为斜面可以将物体的重力分解为垂直于斜面和平行于斜面的两个分量，而只有垂直于斜面的重力分量需要被克服。
6. 特殊轮胎设计乐高爬坡小车的轮胎采用了特殊的设计，具有良好的摩擦性能。
这使得小车能够在斜面上提供足够的抓地力，以确保顺利爬行。
同时，轮胎的材质和结构也考虑到了在不同地面上的适应性，使得小车能够在各种地形上爬行。
7. 重心调整系统乐高爬坡小车的重心调整系统非常关键。
通过合理的重心调整，使小车的重心位于轮胎与地面接触点的垂直线上，从而保持了爬坡过程的稳定性。
爬楼梯小车设计原理
爬楼梯小车设计原理首先，对于结构设计来说，爬楼梯小车需要具备高度的灵活性和稳定性。
它通常由车身、轮子和爬升装置组成。
车身应具备轻巧的结构，能够在狭小的空间中穿梭自如。
轮子的设计则需要考虑到对各种楼梯的适应性，通常采用特殊形状的轮胎，在不同形状和倾斜度的楼梯上有良好的抓地力。
爬升装置是爬楼梯机器人的核心部分，通常采用螺杆、链条或者履带等形式，通过运动装置的驱动实现爬升功能。
其次，控制系统是爬楼梯小车运动的核心。
控制系统通常由传感器、计算机和执行器组成。
传感器可以用来感知周围环境，例如检测楼梯的高度、倾斜度等信息，以便为机器人提供正确的运动指令。
计算机负责处理传感器的信号，并根据预先设定的程序控制爬楼梯小车的运动。
执行器则是根据计算机指令控制机器人的运动，例如控制车身的前进和转向操作。
最后，安全保护是爬楼梯小车设计中不可忽视的一部分。
由于爬楼梯小车需要在不同倾斜度和高度的楼梯上行走，所以需要具备安全可靠的防滑和防倾倒设计。
防滑设计包括选择合适的轮胎材料和纹路设计，以增加摩擦力；防倾倒设计则包括重心控制，例如车身低矮且稳定结构的设计，以降低翻倒的风险。
此外，还需要配备安全保护系统，例如碰撞传感器、遮挡传感器等，以便及时发现并避免碰撞、挤压等危险。
总之，爬楼梯小车的设计原理主要包括结构设计、动力系统、控制系统和安全保护。
在设计过程中，需要考虑到小车的灵活性、稳定性、抓地力等方面的要求，同时结合实际需求选择适合的动力系统和控制系统，并配备安全保护系统，以确保爬楼梯小车的安全性和可靠性。
楼道上下智慧助力小车研究与设计
-210+85 姨 3
-
姨(491100-28800 姨 3
2
2+ 姨 3
=-105.81
解得：
R=
-210+85 姨 3
-
姨(491100-28800 姨 3
2
2+ 姨 3
=72.17
由 于 R>0， 因 此 取 R=72， 则
L=2R+20=164。
3.2 小车工作扭转力矩计算
22
2018 年第 8 期
速后带动连接有星轮的主轴转动，星轮 1 合，这样在不改变使用性能的情况下进一
将会到达楼梯面 4，接下来主轴的转动会 步减少占用的空间。
让星轮 2 到达楼梯面 5，星轮 3 到达楼梯
3 主要设计成果
图 1 星轮结构
面 6，星轮 1 到达楼梯面 7，完成一个周期
经分析，设计的爬楼梯装置要解决的
作者简介：张宏，男 ，1995 年出生 ，四川广元人，本科，研究方向：机械
几个基本问题：
该项目是四川省大学生机械创新设计大赛项目。
代高等教育的必然要求，也是培养高素质人才的迫切要求，因此
[1]鲁弘阳.太原市普通高校大学生终身体育意识影响因素调
高校要不断优化体育教学改革，以此形成科学的体育教学模式， 查及对策分析[D].太原理工大学,2017.
蜗杆， 齿轮是同一个平面内的垂直换向，
由两部分组成， 包括主车架和两侧的轮
而蜗轮蜗杆是异面垂直换向机构，蜗轮蜗
组。 爬楼小车的传动部分位于连接伸缩杆
杆结构较为复杂，成本高，而直齿轮换向
部分车身的底部。 传动部分上方的空白部
机构则不存在这个问题。
分安装蓄电池，蓄电池上方的部分则用于
攀爬的车
拉车的两根绳子间夹角的大小，影响小车攀爬的速度。
科学点亮智慧人生
总 结
一、了解摩擦力及分类
1、摩擦力是阻碍物体相对运动的力 2、分类：静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力
二、拉线小车的运动原理
当一端棉线受到向下的力时，另一端棉线会被梯 形板折弯，造成棉线跟梯形板的接触面积增大，摩擦 力也增加。所以被折弯的棉线所受的摩擦力大于未被 折弯棉线的摩擦力，使折弯一端的小车便会向上移动； 而未折弯一端的小车会有些微下滑。
2.
(1)在结冰的公路上撒砂子________； 增大 (2)冬天，为了防止打滑而在轮子上缠上铁链
增大
________;
(3)轮胎上刻有花纹____________；
增大 减小
科学点亮智慧人生
准备好了吗？开始实验啦！
加油哦！一定 要努力自己完 成！
科学点亮智慧人生
第 一 步 ： 把 棉 线 穿 木 板 的 中 间 两 个 孔 内
里第 ，二 梯步 形： 木棉 板线 的穿 长入 的梯 边形 长木 在板 下上 面的 孔
木第 球三 的步 底： 部把 打棉 结线 固穿 定入 木 球 中 ， 在
身第 体四 步 ： 用 双 面 胶 粘 贴 拉 线 小 车 的
第 五 步 ： 粘 贴 贴 画
拓 展 表达
一、生活中摩擦力的应用有哪些？ 二、如何对我们的作品进行创新呢？
记得下节课 和小朋友们 一起分享哦！
科学点亮智慧人生
减少摩擦力的方法②：变滑动为滚动
储物箱Biblioteka 保险柜购物车音响箱
减少摩擦力的方法③：减少接触面的粗糙程度
1、用铅笔写字时,铅笔尖与纸之间的摩擦
2、用小刀削铅笔时,铅笔与小刀之间的摩擦
梯子小车的改进和制作
梯子小车的改进和制作作者：吴一诺来源：《新课程·教师》2017年第01期摘要：家里和实验室经常需要梯子和小车，而且一个人能方便安全使用梯子或小车，能否把梯子和小车结合在一起？利用弹簧的伸长与压力成正比的原理对梯子进行改进，使重力起到自动锁定定位的作用。
关键词：梯子小车；改进；制作一、研究背景有一次，我外婆一个人站在凳子上挂窗帘，下来的时候一不小心踩空了，摔倒在地上，肩膀着地，造成了肩膀中的骨头粉碎性骨折。
妈妈也曾提到说，她们学校的物理实验员站在凳子上拿器材时，人一倾斜，人和凳子都倒了，还造成骨折。
经过我们调查发现，站在凳子上往高处拿放东西时经常会发生意外。
于是我就想：能否制造一个梯子，人既能平平稳稳走上走下，还能方便拿取东西？后来我又发现，物理的仪器储藏室到学生的实验室有一定的距离，要把器材从仪器室搬到实验室比较麻烦，往往需要较长时间，有时准备一次学生的分组实验需要在仪器室和实验室来回几十次。
我们又想：能否制作一辆小车来运输实验器材，并一次能运输很多器材？可实验室毕竟地方有限，能否把梯子和小车结合在一起，既可以当梯子，又能够当小车使用呢？二、研究思路先去调查学校实验室器材的准备和拿取情况，得知实验员拿放在高处的器材，大多是站在桌子上，或者站在凳子上去拿的，很不方便，也不安全。
器材拿在手上，很多时候经常人站不稳。
而且由于实验员只有一位，没有人帮助扶住凳子，也曾有人因此摔倒。
我们咨询实验员需要怎样的梯子？他们认为现在市场上的梯子都不太合适，因为手上拿着器材，上下梯子同样不便。
为了进一步开启思路，我们利用周六的时间到路桥的装饰城、五金城等各大商场寻找，也去超市、图书馆等实地调查，发现现在市场上梯子的形式比较多，有折叠的，有台阶的，有铝合金做的，也有不锈钢做的，有固定的，也有带滑轮的，做得都比较轻巧。
但它们有一个共同缺点，就是上下时都至少需要一只手扶住两侧的扶手。
而台阶式的楼梯，由于上下两格高度大，宽度小，如果不用双手扶住两侧，很难上下。
人力或电力辅助下爬楼梯小车1
2.车轮对不同楼梯的适应程度 不同地方的楼梯的高度和宽度都有差别，
若能使小车车轮半径可收缩，则能更好的 满足小车爬楼梯时不同阶梯尺寸的要求。
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关于共轭曲线
两构件上用以实现给定运动规律的连续相 切的一对曲线。曲线与尖点接触可看作为 共轭曲线的特例。齿轮传动中一个齿轮推 动另一个齿轮转动和凸轮机构中凸轮推动 从动件按要求的规律运动﹐都是依靠共轭 曲线来完成的。
题目—— 人力或电力辅助下爬楼梯小车
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爬楼梯小车简介
实现的功能 设计爬楼梯小车目的是为了在上下楼方便搬
运东西，也可以在平地上运载货物，节省体 力。本设计服务的主要对象是小型重物搬运 和家用，尤其对于高楼住户（7层以下没有 安装电梯）这种需求更加明显。
现有的爬楼梯小车种类有履带式、曲柄摇杆 式或双曲柄式、变形轮式小车（即轮组式） 等。
载物
转向
平衡
电机辅助 刹车及制动
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主要功能：上下楼梯、转向、刹车及制动 辅助功能：载物、平衡、电机辅助 方案评价和决策 1.履带式—靠履带卡住楼梯边向上爬，优点：适应
性强（对楼梯台阶尺寸没有限制）缺点是：运动精 度不高，易打滑，且设计转向较困难，车身太重， 不便于应用。 2.曲柄连杆式—与爬楼梯机器人类似，设计传动及 控制较复杂，效率和平稳性较差，质量轻但尺寸较 大。
综上所述，最终采用轮式小车，车轮轮廓设计 为共轭曲线形状，在车筐一端与车架相连的地 方安装伸缩轴以保持车筐平衡，刹车和制动装 置则采用棘轮。
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爬楼小车车轮的设计
车轮形状的设计为本 设计的重点，它关系到小 车整体的性能良好与否以 及上下楼梯时运行的平稳 状况。
右图为一现有爬楼小 车车轮形状，上下楼梯时 有噪声和振动。
太强了！DIY爬楼梯小车（教程）
太强了！DIY爬楼梯小车（教程）本文转自：极客谜，作者：老A，链接：/article-5018-1.html文末附代码近日心血来潮用Makeblock的零件搭了个自动爬楼梯的小车下面给大家介绍一下如何搭建这个案例。
由于是自动爬行，那么自然有各种传感器。
什么巡线（当接触开关用），超声波，限位开关，陀螺仪~~[attach]182671[/attach]首先先简单介绍一下实现原理额。
理想状态下一共有8个阶段，其中1号轮子和4号轮子都是带电机的主动轮，其他都是从动轮，而且升降装置装在2号和4号轮子上阶段1前进阶段2超声波检测到前方有障碍（这里指的是楼梯）车体上升，1号和2号升降装置把1号和3号轮子升起来直到超声波传感器检测不到楼梯阶段31号和4号轮子推动小车前进阶段42号轮子的巡线传感器检测碰到楼梯了，1号升降装置把2号轮子收回去阶段51号和4号轮子推动小车前进阶段64号轮子上的限位开关检测到4号轮子已经碰到楼梯，主动轮停止转动，2号升降装置把4号轮子收回去阶段71号轮子推动小车前进也就是阶段1阶段8也就是阶段2，小车继续前进直到超声波检测到楼梯然后开始循环这个案例在机械结构方面的一个特色就是这个升降的装置，既要可靠，又要比较迅速地升降。
所以我选择了齿条齿轮的配合方式，并且使用单孔梁作为滑轨，用3*3的同步带固定片配合双孔梁做了个简易滑块。
下面是搭建使用的材料和方法。
升降装置1双孔梁032*4 双孔梁160*2 M4*22螺丝*8 M4螺母*8然后使用下面的材料把上面搭好的结构连接起来3*3同步带固定片*4M4*8螺丝*16额。
这样滑块就搭好了拿两根0808*312的单孔梁刚好能穿过滑块接下来我们来搭齿条由于我们这个自动爬楼梯小车比较智能，能够适应不同高度的楼梯，所以我们的滑轨和齿条都要准备的长一点，既然滑轨都有312mm 那么长了，齿条肯定不能短额。
攀爬原理差不多就是这样了，接下来给大家介绍一下搭建方法以及调试过程中碰到的一些问题所以我使用了4段齿条拼接起来，至于为什么上面的材料图片中有一根312的单孔梁呢，这是有原因的。
爬楼梯小车控制系统的研制
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爬楼梯小车控制系统的研制
庞!涛#!尹志强#!朱华炳#!柳!欣
!合肥工业大学 机械与汽车工程学院#安徽 合肥!!’"""$"
摘!要!为了实现对爬楼梯小车的速度及方向的无线控制#文章在研究了凌阳*#位单片机 M1%:"#*. 的基 础之上#结合红外线发射及接收芯片 ?‘4!H$N‘4!H实现红外遥控#采用步进电机方便地实现小车的变速及 转弯%利用单片机较完备的语音处理功能及外接功放电路#使小车能够在行进中发音%实践表明#该电路工作 稳定可靠& 关键词!爬楼梯小车%红外线控制%M1%:"#*. 单片机%混合式步进电机 中图分类号!?1!(!!!!文献标识码!.!!!文章编号!*""’4,"#"#!""#$"$4**(54"(
相联形成单点触发$也可外加简单电路使多个引
脚与地相联形成多点触发$通过组合可以得到足
够多的控制键供使用$总共可得到’!种组合$例 如可用 Z*(Z!与地作一个三点触发键# *3!!红外线接收电路
N‘4!H有*#个引脚$内置放大器(运算器及 锁存器等#PZZ(_&Z 为电源的正负极)FM%@( FM%F 为振荡器的输入输出端)P@*!P@!"和 PF* !PF!"为 反 向 放 大 器 的 输 入 输 出 端)Z*!Z, 为 信号输出端$分别对应 ?‘4!H 的 Z*!Z,引脚$ 输出接M1%:"#*. 单片机@F."!@F.(引脚)M@ 为编码信号输入端#
编程解码$应用简单# 编码信号由引导码 !5*"和功能码 !5!"组
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爬楼梯小车设计原理
一、设计原理
本文利用齿轮齿条原理设计了一款可爬楼梯的机器小车。
摘要: 运用齿轮齿条原理设计了一款可爬楼梯的小车, 同时以Pro /E 为设计平台建立了小车的参数化模型, 提高了爬楼梯小车的设计效率, 验证设计的合理性。
爬楼梯小车分为两个组成部分：控制部分和车体部分。
控制部分主要功能就是控制车体各部分的电机运动，包括前后两齿轮的正反转，以及前后轮的正反转。
车体部分重要部分就是爬升机构，爬升机构采用两组齿轮齿条机构，各分部在前后两处。
具体爬楼原理为: 当刚开始上台阶时, 前齿轮正转, 使得前齿轮连同前轮抬升, 等前轮上升到一个台阶高度时, 后轮转动, 将前轮放在上一个台阶上; 然后后轮停止转动, 前齿轮反转,后齿轮正转，使得车身中部得以抬升, 此时前后两轮同时向前运动使得小车中部也落到上一个台阶，然后反转后齿轮，抬升后轮与前轮一平，继续前进小车。
这样小车就顺利地上了一个台阶。
这样一直循环, 就可以使小车顺利爬完楼梯。
与其它可以上楼梯的车子相比有以下优点:
（1）设计原理直观;
（2）小车结构简单, 容易制造;
（3）可爬变高度的楼梯。
（4）整个爬升过程能保持车身安全平稳运动。
（5）依照上升原理，同样可以进行下台阶运动。
二、三维实体模型的建立和装配
2.1 实体模型的建立
实体建模是产品设计和仿真的基础, 模型建立的好坏直接影响到后面仿真和运动分析的结果。
我们所研究的小车最主要的零部件是其爬升的关键部分齿轮齿条机构, 其他零件还有底盘、轴、车轮等。
齿轮的建模是一项繁琐的工作, 参数化的齿轮可以使设计工作成倍地减小, 直齿圆柱齿轮的建模可以分为以下几步 :
( 1) 设置必需的参数, 如模数、齿数、压力角、分度圆直径等。
用公式设置它们之间的关系。
( 2) 使用“草绘”工具创建齿轮的分度圆、基圆、齿底圆和齿顶圆。
( 3) 根据渐开线的方程创建齿槽的轮廓曲线。
如果选坐标系为圆柱坐标, 则方程可以是:
r=db/( 2 *cos( 45* t) )
th eta=tan( 45 *t) *18 0/pi -( 45*t)
( db 为基圆直径)
z=0
( 4) 使用“拉伸”工具创建齿轮的实体轮廓。
( 5) 使用“拉伸”工具创建轮齿特征。
( 6) 创建其他特征。
齿条的建模过程与齿轮相似, 建立好的齿轮如图1。
图1
2.2 模型装配
建模工作完成后, 就可以进行零件的装配, 因为后面要进行运动仿真, 所以装配之前要考虑好各个零件的连接和约束关系。
各零件间的连接关系如图2 所示。
图2 爬楼梯小车结构图
在这里, 齿轮和齿条的装配成为关键, 齿轮和轴作为一个整体和底板用“销钉”连接, 然后作为一个整体与齿条连接, 约束条件是“滑动杆”。
为了防止齿条和齿轮发生干涉, 可以先进入机构模块, 使用凸轮连接使齿轮的渐开面和齿条的渐开面配合。
这样就可以使装配无干涉。
齿条和齿轮的配合如图3 所示。
3 结论
本文以Pro/E 为工具, 进行了爬楼梯小车的建模以及装配。
通过对爬楼梯小车的设计, 可以看出, Pro/E 作为一款功能强大的设计分析软件, 增加了产品设计的直观性, 大大提高产品设计的效率和质量。
4参考文献
[1] 曹岩.Pro/ENGINEER Wildfi re 3.0 曲面建模实例精解[ M] .北京: 机械工业出版社, 2007.
[2] 葛友华.机械CAD/CAM[ M] . 西安: 西安电子科技大学出版社,2008.
[3] 万志坚. 基于Pro_Engineer 建模的装配仿真研究[ J] . 汽车工艺与材料, 2008( 2) :30- 33.
[4] 钟日铭.Pro/ENGINEER Wi ldfire 4.0 中文版装配设计与产品实例[M] .北京: 机械工业出版社, 2007. ( 编辑明涛)
作者简介: 赵书晓( 1986- ) , 男, 研究方向为数字化制造。
收稿日期
机械工程师年第期35
制造业信息化
仿真/ 建模/ CAD/CAM/CAE/CAPP MANUFACTURING INF ORMATIZATION :2008- 04-28
2008 7 1。