说明书
履带式自平衡爬楼机
技术领域：
本实用新型涉及爬楼机技术领域，具体的说是一种结构合理、运行稳定、安全可靠的履带式自平衡爬楼机。
背景技术：
众所周知，随着城市的发展和人口的增长，城区的平房住宅已逐步改建为高低不等的住宅楼房，高层的建筑一般都配装有电梯，而占据多数的中低层住宅，六层及其以下的建筑一般都不设电梯，上下楼梯极不方便，特别是携带重物上下以及年迈体弱的老人出行更是费力。为了解决该问题，研究人员提出了便于辅助年迈体弱的使用者行走的爬楼机，爬楼机一般有履带式、腿式、轮式运转机构，其中腿式和轮式的稳定性较差，而现有履带式对于不同坡度的梯阶适应性欠佳，且整体稳定性不够理想，在使用过程中，若需要完成平地行走状态与上/下台阶状态的切换时，切换过程复杂，往往需要他人帮助，其次使用者在上梯过程中背对楼梯，倒着行驶，导致无法辨认前方路况，危险性高。
专利文献CN105068541公开了一种自平衡两轮机器人，其通过陀螺部件完成自平衡机制，即采用飞轮陀螺效应，令高速旋转的飞轮沿着与自转轴垂直的偏转轴旋转，产生修正力矩，达到自动平衡的目的。
发明内容：
本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种结构合理、运行稳定、安全可靠的履带式自平衡爬楼机。
本实用新型可以通过以下措施达到：
一种履带式自平衡爬楼机，设有座椅、承重架，其中座椅设置在承重架上，其特征在于承重架两侧分别设有左侧摇臂机构、右侧摇臂机构，所述左侧摇臂机构下部设置左侧履带行进机构，右侧摇臂机构下部设置右侧履带行进机构；所述承重架由底板和两个侧板组成；所述左侧摇臂机构和右侧摇臂机构对称设置在两个侧板外壁上，其中左侧摇臂机构和右侧摇臂机构中均设有工字型支撑架，工字型支撑架的上部为上摇臂，下部为下摇臂，上摇臂和下摇臂经中推杆连接，中推杆的两端分别与上摇臂和下摇臂铰接，中推杆由轴杆和轴套组成，轴套套设在轴杆外，轴杆的上端外径大于轴套下端内径，使轴套沿轴杆滑动时不从轴杆上脱落，且轴套沿轴杆滑动完成中推杆长度的伸缩；所述工字型支撑架的前端连接前变角机构，工字型支撑架的后端连接后变角机构，所述前变角机构和后变角机构均设有升降丝杠、竖推杆、推杆套、调角拉杆，其中升降丝杠上设有螺母滑块，螺母滑块与调角拉杆的上端连接，升降丝杠下部设有丝杠套体，升降丝杠上端设有用于驱动升降丝杠转动的丝杠电动机，丝杠套体与推杆套固定连接，推杆套内设置竖推杆，并设有驱动竖推杆在推杆套内上/下运动的推杆电动机，调角拉杆的下端与履带行进机构相连接。
本实用新型所述左侧履带行进机构和右侧履带行进机构对称设置，均设有前履带机构和后履带机构，前履带机构和后履带机构中均设有行进电动机、行进履带、位于履带内侧中央部位的托带轮、分别位于履带内侧两端的前主动轮和后主动轮，其中行进履带设有内齿，分别与托带轮、前主动轮、后主动轮啮合，行进电动机驱动前主动轮或后主动轮完成行走，为了提高履带机构的稳定性，在托带轮的外侧对称设置四个次级托带轮，四个次级托带轮的外齿一侧与托带轮外齿啮合，另一侧与前主动轮或后主动轮外齿啮合，所述前主动轮、后主动轮、托带轮以及次级托带轮均分别经轮轴固定，其中托带轮和次级托带轮的轮轴设置在承重架上，前主动轮的轮轴与前变角机构中的调角拉杆末端连接，后主动轮的轮轴与后变角机构中的调角拉杆末端连接。
本实用新型所述承重架下方设置自平衡机构，所述自平衡机构由壳体和控制力矩陀螺组成，每组控制力矩陀螺均采用现有技术实现，可以参照背景技术中提及的飞轮陀螺设置；优选在壳体内设有两组控制力矩陀螺，两个高速旋转的陀螺相对设置，且相对转动，通过高速旋转的陀螺产生的惯性维持整个装置的平衡状态。
本实用新型还设有控制机构，控制机构设有单片机实现的控制器，以及分别与控制器相连接的调角电动机控制电路、行进电动机控制电路和控制力矩陀螺开关控制电路，控制机构与电源均设置在承重架下，可以封装在自平衡机构的壳体内。
本实用新型在使用时，利用重力和控制力矩陀螺高速旋转产生的稳定力矩，使设备箱坐椅及乘员始终处于垂直于地面的稳定状态；履带行进机构与地面夹角的角度变换由电机带动丝杠旋转自动调节（电机带动丝杠旋转，使螺母滑块产生上下位移，螺母滑块带动调角推杆，推动行走装置履带围绕电机轴旋转，完成角度转变，以适应各种角度的楼梯）；在此过程中，支撑系统与上下摇臂形成平行四边形机构，以主轴为中心做上下移动，当行走装置行走接触楼梯后，由于陀螺旋转产生的稳定力矩，使中推杆始终处于垂直状态，迫使支撑系统只能做上下运动，调节摇臂变换角度至与楼梯角度一致。
本实用新型与现有技术相比，具有以下显著优点：（1）平地状态与上下楼梯状态自动转换；（2）无需要他人协助，可自行操作；（3）全程平稳，舒适；（4）四履带接触面大，安全性高；（5）攀爬角度范围大；（6）作为可载人载物的多功能平台。
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