（1）TO9型履带式爬楼梯运输车         （2）仁和RH-11B

（3）八哥BG1210        　         　　（4）悍马-H8

图1-６ 履带式爬楼梯设备

履带式爬楼梯设备不太适合太陡峭的楼梯建筑，当楼梯坡度大于30º-35º时，会造成较大的爬升困难。如果台阶沿过于光滑，对设备上的履带磨损较大，维修成本较高。相对于轮式机构，履带式机构在平地行走时阻力较大，转弯不灵活。特别是在楼梯上进行平地爬楼梯转弯时，由于履带机构的缺陷再加上笨重的设备，机动性较差。以上问题给履带式爬楼梯运输设备的推广带来了一定的阻碍。

（2）复合式

    复合式爬楼梯装置可以分为轮履、腿履复合式和腿轮复合式。

国外对腿轮复合式研究较早，主要有EPFL的Shrimp Robot，NASA的Sojourer Robot，圣地亚哥州立大学研究的Rocky。国内科研院校对腿轮复合式也做了一定的研究，如哈尔滨工业大学研制的HIT—HYBTOR四足机器人。Parris Wellman, Venkat Krovi等对腿轮复合式做了早期的研究，但其产品的安全性存在一定的问题。国内对腿履复合式研究的比较多，例如中国科学院机器人学重点实验室研制的越障机器人，中国科学技术大学研制的越障机器人等。

（3）行星轮式

　　行星轮机构主要由轮毂和星轮构成，星轮均匀的安装在轮毂的四周。每个星轮和星轮架可以绕轮轴中心公转，同时星轮也可在起固定作用的螺栓上自转。行星轮机构连接在轮轴上，与轮轴一起转动，行星轮轮流作支点交替翻转实现攀爬楼梯的功能。轮式机构是陆地运输交通工具中应用最为广泛的一种移动机构，在国外一些爬楼梯机器人的研究中也广泛采用的轮式机构[10-15]。Segway平衡车创始人Dean Kamen发明了二行星爬楼梯机构iBOT,如图１-７所示。iBOT的平衡功能是通过安装在上面的传感器和陀螺仪实现的，可以自动的调节平衡状态。上楼梯时，传感器和陀螺仪自动确定

                      　　　 图1-７ iBOT

整体的重心位置，两组二行星爬楼梯机构沿台阶交替翻转，实现爬楼梯的功能。iBOT强大的平衡系统可以使整体车身实现“金鸡独立”，协助操作者拿取较高处的物品。iBOT是目前最先进的具有爬楼梯功能的全自动轮椅。内蒙古民族大学物理与机电学院的苏和平等人通过借鉴iBOT工作原理，研发了双联星型机构电动爬楼梯装置。我国在行星轮爬楼梯设备领域的研究院校较多，例如华中科技大学、苏州大学、合肥工业大学、清华大学、东北大学、上海大学、哈尔滨工业大学、南京理工大学、天津大学、华南理工大学等。

1。3  本文研究内容与安排

    本文最终的目的是设计一款爬楼梯性能更加优良，适用于快递员运送较重货物的新型快递爬楼梯助力车。本文主要完成了新型星轮机构的设计和小车的整体设计。在分析对比各种爬楼梯设备优缺点的基础上确定一种合适的爬楼梯机构。对小车进行整体设计。根据国家标准进行四行星轮机构的尺寸设计，并在此基础上设计出新型行星轮机构。对三、四行星轮机构和新型行星轮机构爬楼梯运动过程进行分析，推导出运动轨迹方程。使用MATLAB软件对三种行星轮机构的爬楼梯过程进行运动仿真。使用ADAMS软件对三种行星轮机构的爬楼梯过程进行进一步运动仿真。通过对比分析MATLAB运动仿真和ADAMS运动仿真的结果，来验证前面对三种行星轮机构爬楼梯运动过程分析的正确性。通过分析三种行星轮机构爬楼梯运动的轨迹曲线，来验证本文设计的新型行星轮机构运动稳定性的提高。为了更直观的了解小车的实际工作情况，使用3d Max软件对小车上下楼梯运动进行虚拟仿真。制作出实物样机，用实践验证本文设计的可行性。最后对本文研究进行总结，提出改进建议。