一种新型非机动车遇路沿自助抬升装置

1.本发明属于抬升装置的技术领域，具体涉及一种新型非机动车遇路沿自助抬升装置。


背景技术：

2.在城市道路中，城市道路的中央分隔带、人行道与路面之间一般都需设路缘石，主要作用是强制车辆在车道上行驶和集中排水，但其高度却对非机动车上路沿停车造成困扰;其存在的困难有：（1）城市道路路缘石在日常生活中极其普及常见，但因其功能限制，用以上路沿的斜坡数量很少甚至没有，寻找和应用并不方便，且十分浪费时间;（2）目前公知大多数电动车的重量很重，想要将几百斤的车子推上路沿耗时耗力；对于力气较大的男性来说，将电动车提起并推上路沿可能较为轻松，但对于大多数女性，将几百斤重的电动车推上路沿是一件很耗力的事情（4）随着共享电动车的普及，共享电动车大多停放在路沿上，加上共享电动车的数量较大、重量较重，上路沿的问题已经变得常见;（5）目前已知人们将车子推上路沿，需要从车上下来进行推车，除了耗力之外还耗时，并不方便，不能实现上路沿的自动化，推车的过程费时费力，缺点较多;所以，目前需要一种装置来帮助我们非机动车上路沿;为此人们一直在寻找解决的办法。


技术实现要素：

3.本发明提供一种新型非机动车遇路沿自助抬升装置，能够自动抬升，提高停车效率。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种新型非机动车遇路沿自助抬升装置，包括车体,车体踏板处设有顶部电机模块,顶部电机模块内设有用于提供低速动力的步进电机,顶部电机模块内还设有控制模块,顶部电机模块上连接有链轮传动模块,链轮传动模块底部设有连接器,连接器连接有链轮下壳,链轮下壳位于车体的底部,链轮下壳左侧设有前减速箱模块,链轮下壳右侧设有后减速箱模块,前减速箱模块上安装有前支撑爪,前支撑爪与前减速箱模块旋转连接,后减速箱模块上安装有后支撑爪,后减速箱模块和后支撑爪旋转连接,前支撑爪和后支撑爪上都设有距离传感器,前支撑爪和后支撑爪互相垂直,前减速箱模块和后减速箱模块的结构相同,前支撑爪与前减速箱模块通过双通接头连接,后支撑爪与后减速箱模块通过双通接头连接。
5.进一步的，链轮传动模块包括上连接法兰,上连接法兰上安装有主动链轮,上连接法兰底部安装有从动链轮,主动链轮和从动链轮通过链条传动,从动链轮上安装有下连接法兰,下连接法兰与连接器相连接。
6.进一步的，锥齿轮箱模块为中空的箱体结构,锥齿轮箱模块内设有锥齿轮轴,锥齿轮轴与连接器相连接,锥齿轮箱模块内设有横向布置的蜗杆轴，蜗杆轴上设有锥齿轮，锥齿
轮和锥齿轮轴相配合。
7.进一步的，蜗杆轴左端设有用于传动的蜗杆轴齿轮和蜗杆，前减速箱模块内包括用来传动的第一联动轴、第二联动轴和第三联动轴，前减速箱模块内包括用来提供高速动力的高速电机，高速电机上设有主轴齿轮,主轴齿轮与蜗杆轴齿轮相配合,第一联动轴上设有涡轮和第一联动轴小齿轮,涡轮与蜗杆相互配合,第二联动轴上设有第二联动轴小齿轮和第二联动轴大齿轮,第二联动轴大齿轮和第一联动轴小齿轮相互配合,第三联动轴上设有第三联动轴中齿轮,第三联动轴中齿轮和第二联动轴小齿轮相互配合,第一联动轴 第二联动轴和第三联动轴分别通过，各自对应的轴承与前减速箱外壳转动连接。
8.进一步的，锥齿轮箱模块外侧设有用于固定锥齿轮箱模块的支撑架,支撑架与车体底部相连接。
9.相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明中，本新型非机动车遇路沿自助抬升装置解决了非机动车上路沿的问题;适用性强，可以安装在大多数的非机动车上，能让大多数质量较重的非机动车能够轻松上路沿，省时省力；能够轻松、便捷地帮助使用者将车推上路沿，使用者不用下车推车，坐在车上通过本装置即可以轻松上路沿，实用性极强；本装置操控简单，仅对三个按钮进行操控即可，老人、小孩等大多数人都能够轻松学会其操作方法；可以用于解决共享电车上路沿困难的问题，让人们停放共享电车变得更加方便、轻松，更有助于解决非机动车乱停乱象；本装置的使用避免了花费不必要的力气和浪费不必要的时间；本装置价格便宜，仅有两个电机和机械零部件组成，没有过多电子元器件，成本较低并且实现了装置的自动化；本装置安装在电动车脚踏板下方，电机安装在脚踏板上，通过齿轮传动实现电机与支撑的连接，不影响电动车自身功能，安全可靠。
附图说明
10.图1为本发明的结构示意图；图2为步进电机的结构示意图；图3为链轮传动模块的结构示意图;图4为锥齿轮箱模块的结构示意图;图5为前减速箱模块和后减速箱模块的结构示意图;图6为锥齿轮箱模块的内部结构示意图;图7为前减速箱模块的内部结构示意图;图8为提升前的结构示意图;图9为提升中的结构示意图；图10为提升完成后的结构示意图。
11.图中：1.前减速箱模块，2.前支撑爪，3.双通接头，4.锥齿轮箱模块，5.前减速箱外壳，6.电机下壳，7.电机上壳，8.后减速箱模块，9.后支撑爪，10.链轮上壳，11.后减速箱外壳，12.连接器，13.下连接法兰，14.链轮下壳，15.第三联动轴，16.第二联动轴，17.第一联动轴，18.轴承，19.蜗杆轴，20.蜗杆，21.涡轮，22.第一联动轴小齿轮，23.第二联动轴大齿轮，24.第三联动轴中齿轮，25.蜗杆轴齿轮，26.高速电机，27.支撑架，28.锥齿轮，29.锥齿
轮轴，30.上连接法兰，31.主动链轮，32.链条，33.从动链轮，34.步进电机，35.顶部电机模块，36.链轮传动模块，37.第二联动轴小齿轮，38.距离传感器，39.控制模块，40.车体，41.主轴齿轮。
具体实施方式
12.实施例：如图1至图10所示，包括车体40,车体40踏板处设有顶部电机模块35,顶部电机模块35内设有用于提供低速动力的步进电机34,顶部电机模块35内还设有控制模块39,顶部电机模块35上连接有链轮传动模块36,链轮传动模块36底部设有连接器12,连接器12连接有链轮下壳14,链轮下壳14位于车体40的底部,链轮下壳14左侧设有前减速箱模块1,链轮下壳14右侧设有后减速箱模块8,前减速箱模块1上安装有前支撑爪2,前支撑爪2与前减速箱模块1旋转连接,后减速箱模块8上安装有后支撑爪9,后减速箱模块8和后支撑爪9旋转连接,前支撑爪2和后支撑爪9上都设有距离传感器38,前支撑爪2和后支撑爪9互相垂直,前减速箱模块1和后减速箱模块8的结构相同,前支撑爪2与前减速箱模块1通过双通接头3连接,后支撑爪9与后减速箱模块8通过双通接头3连接。链轮传动模块36包括上连接法兰30,上连接法兰30上安装有主动链轮31,上连接法兰30底部安装有从动链轮33,主动链轮31和从动链轮33通过链条32传动,从动链轮33上安装有下连接法兰13,下连接法兰13与连接器12相连接，锥齿轮箱模块4为中空的箱体结构,锥齿轮箱模块4内设有锥齿轮轴29,锥齿轮轴29与连接器12相连接,锥齿轮箱模块4内设有横向布置的蜗杆轴19，蜗杆轴19上设有锥齿轮28，锥齿轮28和锥齿轮轴29相配合，蜗杆轴19左端设有用于传动的蜗杆轴齿轮25和蜗杆20，前减速箱模块1内包括用来传动的第一联动轴17、第二联动轴16和第三联动轴15，前减速箱模块1内包括用来提供高速动力的高速电机26，高速电机26上设有主轴齿轮41,主轴齿轮41与蜗杆轴齿轮25相配合,第一联动轴17上设有涡轮21和第一联动轴小齿轮22,涡轮21与蜗杆20相互配合,第二联动轴16上设有第二联动轴小齿轮37和第二联动轴大齿轮23,第二联动轴大齿轮23和第一联动轴小齿轮22相互配合,第三联动轴15上设有第三联动轴中齿轮24,第三联动轴中齿轮24和第二联动轴小齿轮37相互配合,第一联动轴17 第二联动轴16和第三联动轴15分别通过，各自对应的轴承18与前减速箱外壳5转动连接，锥齿轮箱模块4外侧设有用于固定锥齿轮箱模块4的支撑架27,支撑架27与车体40底部相连接。
13.工作过程：减速箱组所占体积较小、长度适中，所以减速箱组安装在非机动车的底盘处，并不会影响非机动车的正常行驶;而链轮组安装在非机动车的侧面，步进电机选用86步进电机,86步进电机安装在非机动车踏板处，所占空间极少，便于安装放置,高速电机选用795高速电机;在非机动车车头上安装了两个按钮和一个复位按键，通过控制芯片来控制两个按钮的启动功能，让本装置的功能和这两个按钮链接起来;以此来实现本装置的两个功能模块：旋转轴快速定位模块和抬升免推模块;而复位键用来实现旋转轴的复位。
14.按下按钮一，本装置进入旋转轴快速定位模块，高速电机26启动,高速电机26带动前减速箱模块1内的主轴齿轮41进行转动,主轴齿轮41带动蜗杆轴齿轮25进一步带动蜗杆轴19转动,蜗杆轴19通过蜗杆20带动第一联动轴17转动,第一联动轴17通过第一联动轴小齿轮22与第二联动轴大齿轮23的配合带动第二联动轴16转动,第二联动轴16转动后，通过第二联动轴小齿轮37与第三联动轴中齿轮24的配合带动第三联动轴15转动,最终第三联动
轴15带动前支撑爪2转动;与此同时蜗杆轴19带动后减速箱模块8内的第一联动轴转动,通过相同的传动后,最终推动后支撑爪9转动,让前支撑爪以较快速度转动，然后与地面到达指定距离；到达距地面指定距离时，控制模块中的蜂鸣器发出300hz的报警，示意我们可以进行下一步操作。
15.在蜂鸣器报警后，按下按钮二，本装置进入抬升免推模块，此时高速电机26停止转动,步进电机34开始转动,步进电机34通过链轮传动模块36以及连接器12带动锥齿轮箱模块4内的齿轮转动,最终步进电机34推动蜗杆轴19转动,蜗杆轴19以同样的传动方式，带动前减速箱模块1和后减速箱模块8内的齿轮转动,最终蜗杆轴19同时推动，后支撑爪9和前支撑爪2,前减速箱和后减速箱同时开始运转，此后做同步的变化。又重复进行了在快速定位模块中，减速箱内的相同的运动变化。当该模块工作结束后，电路板中的蜂鸣器发出700hz的报警,示意我们可以进行下一步操作。
16.本装置的使用方法：前后两个支撑爪二者是垂直状态，在运行过程中，二者夹角一直为90
°
，从而能实现较快抵达指定位置，利于前后轮分时间的抬升。开始时，按下按钮一进入快速定位模块，前支撑爪到达距地面指定距离的位置。前支撑爪与地面的夹角约为27
°
，此时后支撑爪与前支撑爪垂直。
17.蜂鸣器发出300hz的报警后，按下按钮二后装置进入抬升免推模块，非机动车的前轮被抬升到路沿石上，后支撑爪与地面的夹角约为27
°
，此时后支撑爪和前支撑爪垂直。
18.当抬升免推模块结束后，蜂鸣器发出700hz的报警。然后，再次按下按钮二，装置的后支撑爪将后轮抬升到路沿石上，后支撑爪与地面的夹角约为27
°
，此时后支撑爪与前支撑爪垂直。
19.最后，按下复位键让装置通过旋转轴快速定位模块迅速复位。
20.装置参数：（1）传动比公式为：i = n1/n2,其中i是传动比，n1是输入轴转速，n2是输出轴转速。
21.（2）m2= m1*i*η，其中m2是输出轴转矩，m1是输入轴转矩，η是传动效率。
22.（3）蜗轮和蜗杆的传动比：i = n1/n2 = z/k,其中z是涡轮齿数，k是蜗杆头数。在本装置采用了1模50齿的涡轮和头数为1的蜗杆，其理论扭矩放大了50倍。
23.（4）在链轮组处，采用了4分17齿的主动链轮和4分20齿的从动链轮，由传动比公式和输出轴力矩公式可以得出链轮组的理论扭矩放大了1.176倍。
24.（5）齿轮间的传动比：i = n1/n2 = ω1/ω2 = r1/r2 = z1/z2，其中ω为齿轮的角速度，r为齿轮的半径，z为齿轮的齿数。在本装置中采用了1模25齿与1模20齿的齿轮进行了啮合、1模20齿和1模50齿的齿轮进行啮合，从而达到了减速、放大扭矩的效果。
25.通过一次1模25齿与1模20齿的齿轮啮合，其理论扭矩放大了1.25倍；通过两次1模20齿和1模50齿的齿轮啮合,其理论扭矩先、后又放大了2.5倍。
26.（6）在锥齿轮箱中，采用了两个相同的1模25齿的锥齿轮，其理论扭矩放大为原来的一倍。
27.（7）在快速定位模块时，795高速电机的理论扭矩放大了390.625倍，则转速降低为原来的1/390.625，最终实现前旋转轴2和后旋转轴9的理论转速为30.72r/min，可以在较短的时间内到达指定位置，使我们在上路沿石的过程中节约了大量的时间；在抬升免推模块，86步进电机的理论扭矩放大了367.5倍，最终实现前旋转轴2和后旋转轴9的理论扭矩为
3123.75n*m，其结果可以实现将使用者和车子一起抬升到路沿石上，不用使用者下车推动，提高了装置的自动性能和便捷性。