针对星轮式爬楼梯装置稳定性欠佳的情况,提出了梯级式爬楼梯装置的构思。对装置进行设计并分析了导轨偏心距e对其运动的影响,对e分别取6 mm、10 mm和15 mm时3种装置的运行轨迹进行SolidWorks仿真,验证了其运行的稳定性。制作样机并试验测定了上述装置运行的稳定性。结果显示,梯级式爬楼梯装置运行总体平稳,其稳定性与偏心距的大小有较大关系,不稳定性随偏心距的增大而增强。因此,设计此类装置时,在满足使用要求的前提下,偏心距应选用较小值。

针对星轮式爬升机构稳定性指标r值较大,影响运行稳定这一问题,提出了一种曲柄摇杆式爬楼梯装置。研究了曲柄摇杆机构杆长对运动轨迹的影响,并对装置进行设计,使其r值减小了22%;应用SolidWorks软件对装置进行建模及爬楼过程仿真,得到其空载和施加载荷时的运行轨迹图,确定了方案的可行性;并进行样机测试,验证了装置的运行稳定性。研究结果说明,曲柄摇杆式爬楼梯装置的设计思路是正确的,对于开发类似产品有借鉴意义。