一种新型楼梯助携器的设计及改进研究

柳泽禹 路学莹 张倩倩 张顺

【摘 要】本文主要介紹了一种新型设备——楼梯助携器。本文围绕着我国各处的居民楼、火车站、宿舍楼等地人们提携重物不方便这一话题展开。这一问题在日程生活中十分常见，本文探讨的主要内容就是用来解决这一问题的设备——楼梯助携器。主要目的是为了解决这一问题，目前国内外的许多研究表明本设备能够极大的提高人们出行、日常生活的便理性。

【关键词】助携器；自动化；运输；人流量

1引言

现如今在人流量密集的地方如火车站、居民楼、宿舍楼等地，人们日常出行中较重物品的携带则成了一个问题：高龄奶奶买菜爬楼气喘吁吁、坐火车进出站上下楼梯行李箱不方便拿、扛着桶装水爬六楼……这些在我们生活中都及其不方便，于是基于这个背景我们提出了楼梯助携器这一设备的设计。

楼梯助携器设计的初衷是为了方便人们在居民楼、火车站、宿舍楼时行李箱及各类用手提会很吃力的物品的运输问题。在火车站内，乘客携带行李箱上下楼梯时非常吃力，尤其是对力气比较小的、比较瘦弱的、身体不好的以及其他原因携带行李箱非常不方便的人来说更不方便。在小区内建筑没有客梯的情况下，当人们提着重物上下楼梯时同样十分不方便。此装置会在人们的日常生活中大大节省人力，增加人们出行的舒适度，极大的增加了生活中的便利性。

2.类似产品目前在国内的应用现状

目前国内应用的大部分是如下图所示的楼梯运输机，这种运输机优点是可以运送较大重量的货物，缺点是价格昂贵，设备占用楼梯面积较大，货物容易滑落等。

还有一种就是如下图所示的楼梯运输机，这种运输机适合用于大中型货物的运输，使用起来较麻烦，且需要对该设备有一定的掌控能力，不适用于力气比较小的、比较瘦弱的、身体不好等其他原因不方便携带重物上楼的人群。

上述楼梯运输机就是我国现在普遍采用的两种运输机，这两种运输机优缺点明显，目前只在较少的区域投入使用，效果并不显著。在高流量建筑中应用较少。

3.楼梯助携器详细设计概述

楼梯助携器的主体结构架设在墙体上，上下设置两根插入墙体内的圆柱，在圆柱上有两个与墙体平行的齿轮，设置在墙体上的发动机带动齿轮进行旋转，齿轮上设有履带，履带沿与墙体平行的平面运作，此时人们只需将提携的重物挂在设置在履带上的挂钩上便可实现轻松上下楼。

考虑到本设备多设置在居民楼，宿舍楼等人流密集、居住用户多的地区，这就对本设备的噪音量提出了要求。本设备采用扁平类型的发动机，该发动机的优点就是噪音小，体积小，动力大。非常适合安置在居住用户多的区域。同时又可以保证动力和空间的充足。挂钩采用经特殊设计加工成的铝合金钩子，钩子整体为圆柱形，为空心柱，这样既能提高挂钩的强度，又可以节省材料的用量。在挂钩的端部采用半球形设计，这样既可以防止儿童误触是造成的伤害，又便于我们日常手提物品的挂取。详细介绍如下所述：

（1）履带：履带上设有铝合金挂钩，在使用时我们只需将手提重物挂在挂钩上即可。挂钩与履带相连接，通过履带带动挂钩进行物品运输。在挂钩与履带连接处采用了圆柱铰链的形式进行连接，这样既可以增加挂钩的灵活性，又可使挂钩与履带连接更加牢固。

（2）滚轮：将滚轮安置在插入墙内的钢柱上，为了不使圆柱影响滚轮转动，在滚轮上设置有轴承，以减小滚轮与圆柱的摩擦力。滚轮采用的是双滚轮，即两个滚轮连接在一起，由较小的滚轮接收来自发动机方向履带的力，较大的滚轮作为驱动滚轮，连接主要履带，形成一个连续的力的传递。另一侧只使用一个滚轮起到控制履带运行轨迹，稳定设备的作用。

（3）发动机：发动机采用扁平式的发动机，将其紧贴墙面设置，其位置在履带运行轨迹内，用履带将发动机的力传递给下方的双滚轮，带动整个系统运行。这样设置既可以节省空间，又能够使力更好的进行传播。发动机上设有减速器，使力能够匀速、稳定的传递到下方的双滚轮上，同时对设备的运行速度起到一定的控制作用。

（4）外壳：设备外壳采用硬塑料制品，与墙体进行连接，对两侧的滚轮进行包裹，但不影响履带的正常运行。在起到保护设备的同时减小安全隐患，防止小朋友将手伸入设备而造成的安全隐患。

4.楼梯助携器的改进

我们之前接触过的此类型的设备大都是水平放置在楼梯台阶上，或是以可动机械的方式运行。前面介绍的两种设备各有其优缺点，其缺点或占用楼梯间空间较大，对于较小楼梯间不便进行安置，价格偏贵，同时又不利于美观，或不利于运输较大重物，需要对设备有较高的掌控力防止设备出现侧翻、掉落等情况。这也是为什么此类设备目前较少的出现在人流密集的居民楼等地的原因，现有设备的不稳定性更是使人们使用的频率大大减少。

本设备最主要的改进是其运作形式的改进，运作形式由我们常见的水平旋转改为竖直旋转。以我们日常乘坐的电梯为例，将我们脚踩的电梯台阶这种水平面的运作形式，改为类似于电梯扶手的竖直面的运作形式，扶手的运转轨迹与设备的履带运转轨迹相同。

结语

在科技发达的今天，能否跟上科技化发展的潮流是至关重要的，我们不仅要跟上科技化发展的潮流，还要走在潮流的前面，提前布局。科技吸引人才，人才创造科技。这句话就是说想要发展必定离不开科技的进步。而科技的进步更应该体现在我们的日常生活中，让科技为我们的生活带来更多的便利，同时又不干涉、不扰乱我们的生活，这才是科技发展的重要因素之一。这有这样才能让我们的生活更舒适、便捷，让人民的幸福指数不断提高。使我们的生活更加方便。

参考文献：

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[2]徐俊翊.新型载人爬楼梯履带车设计及稳定性分析[J].兵工自动化，2019，38（01）.

[3]李育文.一种新型的可爬楼梯轮椅结构设计及运动分析[J].制造业自动化，2014，36（07）.

（作者单位：山东科技大学）