第二章爬楼梯助力车总体设计

2。1  设计概述

根据国内外爬楼梯装置的研究现状，分析其各种机构的优缺点，在充分考虑功能、经济、结构、可靠性、安全性、环保性等要素的基础上，研究设计一种新型行星轮快递爬楼梯助力车。该设计在满足快递货物运输上下楼的基本要求前提下，尽量做到对不同尺寸台阶适应性强，结构简单、价格适宜、助力效果好、安全可靠等方面的要求，如图1、图2所示。具体要求考虑满足以下几点：

（1）快递小车能实现载货上下楼梯，平地行走功能；

（2）小车设计能适应中华人民共和国国家标准《建筑楼梯模数协调标准》[16]对楼梯尺寸的规定；

（3）具有一定的电动助力功能；

（4）快递员使用方便，容易操作。

可以实现爬楼梯功能的机构有很多种，在国内外研究概况中介绍了不同的爬楼梯机构，表２－1列出了不同方案的优缺点。

　表２-１　不同爬楼梯机构方案对比

爬升机构 行星轮式 履带式 腿足式 轨道式

经过综合比较分析，行星轮爬升机构具有灵活性强、机构简单、平地适应能力强、行走阻力小、经济实惠、对楼梯没有损伤等优势，所以本文设计的快递爬楼梯助力车的爬升机构选择行星轮机构。

新型快递爬楼梯助力车主要由动力部分、传动部分、执行部分、控制部分等构成，如图２-１所示。动力部分采用直流电动机，传动部分主要采用蜗轮蜗杆减速器，执行部分运用了新型行星轮爬楼梯机构，其中执行部分的新型行星轮爬升机构是本文设计的核心内容，也是本装置的创新设计所在，如图２－２所示。

图２-１　爬楼梯助力车结构简图           图2-２　助力车工作原理简图

2。2  电动部分设计

电机是大多数机器的动力驱动装置。同样在爬楼梯装置中也选择电机作为其动力来源。电机对整个系统的可靠性、安全性、可操作性起着十分关键的作用。本文所设计的爬楼梯装置中,小车由直流电机通过减速器输入动力,整个系统由铅电池供电。因有刷直流电机可实现无级调速，易控制，无须齿轮减速，具有低噪声、低成本的优点，因此本装置选用有刷直流电机。通过市场调研，我们确定了助力车各项性能参数如表２-2所示。论文网

表2－２   助力车主要性能参数

自重（kg） 负载(kg) 工作阻力(N) 速度(m/s)

60 75 1300 0。14

由表２-2可确定助力车所需功率为：

                                                     　　　　　　（２-１）

式中 F-助力车工作阻力；V-助力车速度。计算可得=0。182KW。则电机所需的功率为：

                                                        　　　　　（２-２）

式中  为传动的总效率，为蜗杆传动效率，为滚动轴承传动效率。通过计算可得。因载荷平稳，最终选用型号为LY-410650C的直流电动机，其额定功率为500W。