一種新型樓梯助攜器的設(shè)計(jì)及改進(jìn)研究

柳澤禹 路學(xué)瑩 張倩倩 張順

【摘 要】本文主要介紹了一種新型設(shè)備——樓梯助攜器。本文圍繞著我國(guó)各處的居民樓、火車站、宿舍樓等地人們提攜重物不方便這一話題展開。這一問(wèn)題在日程生活中十分常見，本文探討的主要內(nèi)容就是用來(lái)解決這一問(wèn)題的設(shè)備——樓梯助攜器。主要目的是為了解決這一問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)外的許多研究表明本設(shè)備能夠極大的提高人們出行、日常生活的便理性。

【關(guān)鍵詞】助攜器；自動(dòng)化；運(yùn)輸；人流量

1引言

現(xiàn)如今在人流量密集的地方如火車站、居民樓、宿舍樓等地，人們?nèi)粘３鲂兄休^重物品的攜帶則成了一個(gè)問(wèn)題：高齡奶奶買菜爬樓氣喘吁吁、坐火車進(jìn)出站上下樓梯行李箱不方便拿、扛著桶裝水爬六樓……這些在我們生活中都及其不方便，于是基于這個(gè)背景我們提出了樓梯助攜器這一設(shè)備的設(shè)計(jì)。

樓梯助攜器設(shè)計(jì)的初衷是為了方便人們?cè)诰用駱?、火車站、宿舍樓時(shí)行李箱及各類用手提會(huì)很吃力的物品的運(yùn)輸問(wèn)題。在火車站內(nèi)，乘客攜帶行李箱上下樓梯時(shí)非常吃力，尤其是對(duì)力氣比較小的、比較瘦弱的、身體不好的以及其他原因攜帶行李箱非常不方便的人來(lái)說(shuō)更不方便。在小區(qū)內(nèi)建筑沒(méi)有客梯的情況下，當(dāng)人們提著重物上下樓梯時(shí)同樣十分不方便。此裝置會(huì)在人們的日常生活中大大節(jié)省人力，增加人們出行的舒適度，極大的增加了生活中的便利性。

2.類似產(chǎn)品目前在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的大部分是如下圖所示的樓梯運(yùn)輸機(jī)，這種運(yùn)輸機(jī)優(yōu)點(diǎn)是可以運(yùn)送較大重量的貨物，缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，設(shè)備占用樓梯面積較大，貨物容易滑落等。

還有一種就是如下圖所示的樓梯運(yùn)輸機(jī)，這種運(yùn)輸機(jī)適合用于大中型貨物的運(yùn)輸，使用起來(lái)較麻煩，且需要對(duì)該設(shè)備有一定的掌控能力，不適用于力氣比較小的、比較瘦弱的、身體不好等其他原因不方便攜帶重物上樓的人群。

上述樓梯運(yùn)輸機(jī)就是我國(guó)現(xiàn)在普遍采用的兩種運(yùn)輸機(jī)，這兩種運(yùn)輸機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)明顯，目前只在較少的區(qū)域投入使用，效果并不顯著。在高流量建筑中應(yīng)用較少。

3.樓梯助攜器詳細(xì)設(shè)計(jì)概述

樓梯助攜器的主體結(jié)構(gòu)架設(shè)在墻體上，上下設(shè)置兩根插入墻體內(nèi)的圓柱，在圓柱上有兩個(gè)與墻體平行的齒輪，設(shè)置在墻體上的發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，齒輪上設(shè)有履帶，履帶沿與墻體平行的平面運(yùn)作，此時(shí)人們只需將提攜的重物掛在設(shè)置在履帶上的掛鉤上便可實(shí)現(xiàn)輕松上下樓。

考慮到本設(shè)備多設(shè)置在居民樓，宿舍樓等人流密集、居住用戶多的地區(qū)，這就對(duì)本設(shè)備的噪音量提出了要求。本設(shè)備采用扁平類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)就是噪音小，體積小，動(dòng)力大。非常適合安置在居住用戶多的區(qū)域。同時(shí)又可以保證動(dòng)力和空間的充足。掛鉤采用經(jīng)特殊設(shè)計(jì)加工成的鋁合金鉤子，鉤子整體為圓柱形，為空心柱，這樣既能提高掛鉤的強(qiáng)度，又可以節(jié)省材料的用量。在掛鉤的端部采用半球形設(shè)計(jì)，這樣既可以防止兒童誤觸是造成的傷害，又便于我們?nèi)粘Ｊ痔嵛锲返膾烊?。詳?xì)介紹如下所述：

（1）履帶：履帶上設(shè)有鋁合金掛鉤，在使用時(shí)我們只需將手提重物掛在掛鉤上即可。掛鉤與履帶相連接，通過(guò)履帶帶動(dòng)掛鉤進(jìn)行物品運(yùn)輸。在掛鉤與履帶連接處采用了圓柱鉸鏈的形式進(jìn)行連接，這樣既可以增加掛鉤的靈活性，又可使掛鉤與履帶連接更加牢固。

（2）滾輪：將滾輪安置在插入墻內(nèi)的鋼柱上，為了不使圓柱影響滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在滾輪上設(shè)置有軸承，以減小滾輪與圓柱的摩擦力。滾輪采用的是雙滾輪，即兩個(gè)滾輪連接在一起，由較小的滾輪接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)方向履帶的力，較大的滾輪作為驅(qū)動(dòng)滾輪，連接主要履帶，形成一個(gè)連續(xù)的力的傳遞。另一側(cè)只使用一個(gè)滾輪起到控制履帶運(yùn)行軌跡，穩(wěn)定設(shè)備的作用。

（3）發(fā)動(dòng)機(jī)：發(fā)動(dòng)機(jī)采用扁平式的發(fā)動(dòng)機(jī)，將其緊貼墻面設(shè)置，其位置在履帶運(yùn)行軌跡內(nèi)，用履帶將發(fā)動(dòng)機(jī)的力傳遞給下方的雙滾輪，帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行。這樣設(shè)置既可以節(jié)省空間，又能夠使力更好的進(jìn)行傳播。發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)有減速器，使力能夠勻速、穩(wěn)定的傳遞到下方的雙滾輪上，同時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行速度起到一定的控制作用。

（4）外殼：設(shè)備外殼采用硬塑料制品，與墻體進(jìn)行連接，對(duì)兩側(cè)的滾輪進(jìn)行包裹，但不影響履帶的正常運(yùn)行。在起到保護(hù)設(shè)備的同時(shí)減小安全隱患，防止小朋友將手伸入設(shè)備而造成的安全隱患。

4.樓梯助攜器的改進(jìn)

我們之前接觸過(guò)的此類型的設(shè)備大都是水平放置在樓梯臺(tái)階上，或是以可動(dòng)機(jī)械的方式運(yùn)行。前面介紹的兩種設(shè)備各有其優(yōu)缺點(diǎn)，其缺點(diǎn)或占用樓梯間空間較大，對(duì)于較小樓梯間不便進(jìn)行安置，價(jià)格偏貴，同時(shí)又不利于美觀，或不利于運(yùn)輸較大重物，需要對(duì)設(shè)備有較高的掌控力防止設(shè)備出現(xiàn)側(cè)翻、掉落等情況。這也是為什么此類設(shè)備目前較少的出現(xiàn)在人流密集的居民樓等地的原因，現(xiàn)有設(shè)備的不穩(wěn)定性更是使人們使用的頻率大大減少。

本設(shè)備最主要的改進(jìn)是其運(yùn)作形式的改進(jìn)，運(yùn)作形式由我們常見的水平旋轉(zhuǎn)改為豎直旋轉(zhuǎn)。以我們?nèi)粘３俗碾娞轂槔?，將我們腳踩的電梯臺(tái)階這種水平面的運(yùn)作形式，改為類似于電梯扶手的豎直面的運(yùn)作形式，扶手的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡與設(shè)備的履帶運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡相同。

結(jié)語(yǔ)

在科技發(fā)達(dá)的今天，能否跟上科技化發(fā)展的潮流是至關(guān)重要的，我們不僅要跟上科技化發(fā)展的潮流，還要走在潮流的前面，提前布局?？萍嘉瞬?，人才創(chuàng)造科技。這句話就是說(shuō)想要發(fā)展必定離不開科技的進(jìn)步。而科技的進(jìn)步更應(yīng)該體現(xiàn)在我們的日常生活中，讓科技為我們的生活帶來(lái)更多的便利，同時(shí)又不干涉、不擾亂我們的生活，這才是科技發(fā)展的重要因素之一。這有這樣才能讓我們的生活更舒適、便捷，讓人民的幸福指數(shù)不斷提高。使我們的生活更加方便。

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（作者單位：山東科技大學(xué)）