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來源：互聯網

爬樓機是新型的載物（載人）爬樓工具，它利用本身配備的動作執行機構，來實現上下樓動作的，進而完成上下樓的目的。廣泛適用于物流、送水、搬家、家具家電等行業，以及工廠、辦公室、居民樓、戶外臺階等場所。

1892年美國人 Bray 發明的三角行星輪結構形式爬樓梯輪椅，從此人們開始了對爬樓梯機構的研究。中國對輪組結構形式的爬樓越障裝置的相關研究開始于上世紀八十年代。2016年8月17日，中央電視臺科教頻道科教頻道《我愛發明》節目中的《爬樓力士》黑龍江省哈爾濱市的趙勇所發明的載物爬樓機。2021年度服務商提供的輔具租賃量達到82617件，約96.8%的租賃產品為爬樓機。

載人爬樓機的機械由一塊載物平板、可折起的輪腳、支腳、水平伸縮式軌道、自動控制器及液壓單元組成。

發展沿革

最早的爬樓梯機構專利是1892年美國人 Bray 發明的三角行星輪結構形式爬樓梯輪椅，從此人們開始了對爬樓梯機構的研究。該機構結構簡單靈活，進行爬樓梯動作時，通過三個星輪之間適當的夾角靈活翻轉爬越樓梯。該機器人是目前爬樓輪椅領域中技術含量最高的產品。美國的 Gyrover 蟬輪機器人、六輪行星機器人 Rockey 系列等則是比較典型的輪式機器人。日本豐田汽車設計了 iFoot 智能機器人，嚴格來說是具有兩條腿可以攀爬樓梯的行走機器人。

中國對輪組結構形式的爬樓越障裝置的相關研究開始于上世紀八十年代。董尚斌1987年申請的一項發明專利中提出了一種多用途輪椅，可以實現平地行使和爬樓行駛相結合的功能，其前后滾輪都采用多個行星輪組結構形式，在平地通過滾輪自轉實現行進，在爬越多級樓梯時利用滾輪繞其滾輪軸公轉實現爬越樓梯。內蒙古民族大學的蘇和平教授借鑒 iBOT 的運動原理，設計了一種可以在爬樓時進行實時調節重心的雙聯行星爬樓機構。

上海交通大學從2003年開始研究的兩足步行椅。深圳一公司研制了一種載人步行機器。姜曉東等人設計出一種電動步行式無障礙輪椅。燕山大學徐桂玲在國家自然科學基金的資助下設計了一種步行式輪椅車。哈爾濱工業大學于2003年設計了一款行星輪式月球車。

西南大學智能機器人研究團隊在2012年設計的具有固定偏心距的6輪式偵測機器人ki姆，其越障性能較為突出，能越過大于輪子半徑的障礙物。2013年，上海市殘疾人聯合會根據科技部、財政部科技惠民計劃項目，在楊浦、普陀、嘉定等區開展電動載人爬樓機租賃試點服務，解決因居住條件和經濟困難的殘疾人上下樓問題，改善其生活質量。

爬樓機第一次正式進入大眾視野是在2016年8月17日，中央電視臺科教頻道科教頻道《我愛發明》節目中的《爬樓力士》，來自黑龍江省哈爾濱市的趙勇所發明的載物爬樓機。它外形像一臺購物車，但是能夠搬運200公斤的貨物。節目中記者對它進行了爬不同樓梯，和搬運不同物件的測試，并和搬家公司做了搬運比賽，充分展示了載物爬樓機的作用和性能。

2023年4月，上海市民政局等11個部門聯合印發《上海市基本養老服務清單（2023年版）》，明確了機構養老服務類、社區養老服務類、居家養老服務類、照護服務支付保障類等八類24個基本養老服務項目。上海市民政局透露，在研究把“爬樓機”納入特困老人基本養老服務清單的可行性。2023年6月，杭州市積極推廣電動載人爬樓機（簡稱“爬樓機”）租賃服務，在上城區、拱墅區、西湖區、臨平區等部分地區率先探索推進。

2023年11月，上海市民政局在答復該提案時表示，市民政局、廣州市殘疾人聯合會等部門支持采取多種途徑、互為補充解決老年人上下樓問題，各區結合各自實際情況，探索爬樓機的服務模式。

功能原理

由于爬樓機功能不同，其爬樓方式也不同。常用的爬樓方式主要有輪組式、履帶式、步行式三種。爬樓機的功能有行駛功能和爬樓功能。

行駛功能：爬樓機在滿載或空載情況下，可手動或自動前進，從而實現貨物的搬運。

爬樓功能：在遇到樓梯時，可利用三角輪系翻轉實現爬樓功能。同時具有跨越障礙物的功能。

爬樓機這一類設備通用的結構構造

爬樓機主要分為載物爬樓機和載人爬樓機兩大類。載物爬樓機常被用于物流搬運領域，而載人爬樓機主要適用于需要上下樓梯的殘疾人、病人和老年人，使其在沒有對應合適的上下樓梯設備的建筑物樓梯上無阻力通行。而載人爬樓機的機械組成包含：一塊載物平板、可折起的輪腳、支腳、水平伸縮式軌道、自動控制器及液壓單元。其中相關設施的組成部分是由可折起的輪腳和平板底部相互連接構成的；其支腳是從內外相套的液壓筒構成并與平板底部相連；軌道由內外兩個套件組成，將水平伸縮式軌道分成內外兩組安裝在底部內、外兩側。

而其中的自動控制器由微控制器、傳感器、水平檢測器、閥門、控制電路、電控開關、電源：液壓單元由液壓泵、三段式和二段式液壓活塞桿、液壓管路以及電控液壓閥門組成。在采用合適的轉換支撐系統的同時，控制機械運動的按鈕操作桿的設計要在符合人體工程學的基礎上，使相應機械的操作桿能通過實踐實現載人爬樓的基本需求滿足。

軌道式構成設計

軌道式爬樓裝置其傳動系統的轉動形式是采用漸開線柱齒輪齒條運作，進行相關的連續性轉動；及相關的設計構成中，在樓梯軌道和地面之間的運行銜接有相應的傾斜角度，利用電路和程序的聯動控制，對相關運行中的機械設備以水平的運行中，實現其在空間結構中的座椅實時的監控和自鎖系統的自動化調節，保證載人爬樓機機械裝置的總體構成設計是在符合人體工程學的過程中，真正實現高效的安全性保障。而其系統的構成主要由軌道、傳動系統、驅動裝置、座椅等部分組建而成，相應的軌道裝置是其整體的主要承力部分，其軌道的空間構成也會根據其具體的實際需求進行相應的傳動形式的設計改良.

鋼絲繩傳動

其形式有上牽引和自動牽引兩種形式組成，相關傳動形式較為簡單，容易實現，自身無實際摩擦，且不需相應潤滑和造價嫌貴較低，也成為在直軌運行中，最為常用的相關設計運用。

鏈傳動

鏈轉動也屬于經濟性的傳動方案，與齒輪傳動相比，其制造和安裝準度的要求也相對較低，而其相關的輪齒受力和.承載能力較好，也使得中心距的結構相對輕便，在相關的恒定狀態運行中，能保持裝置的上下運動的流暢性。

螺旋傳動

螺旋傳動是螺桿和螺絲螺母在進行相關的旋合過程中，通過旋轉運動將其運作規律轉換成直線運動，其相應轉矩施加力度，在最小力的投入中，變為最大推力的運作:在具備相應平穩、靈敏、工作壽命長的同時,還同時具有一定的自鎖功能。

齒輪齒條傳動

這應該是最為普遍的傳動方式應用，與以上的傳動方式相比，齒輪齒條的傳動需要一定的潤滑裝置才能進行相關的運作，同時在傳動的過程中，其相關的磨損也是幾種方式中最為明顯的。但相之對比，其傳動形式也是平穩性也是最好的”。因此，在軌道式爬樓裝置的電機驅動中，由能自鎖的直流電池為其載人爬樓機進行供電，在導引機構的組建中，也要設計相應的轉向功能、定位、探測等裝置，使其相關使用的情景狀態下，其載人爬樓機在運作過程中是實現自動的軌道水平探測和豎直方向的轉角。

三角輪系設計

三角輪系式結構在設計的過程中，各個輪系都需要和相匹配的電機進行控制。在遇到障礙物時，在電機的帶動下，主軸驅動整個支架翻轉，也就是行星齒輪系進行制動，由于三個輪子與支架都存在一定的旋轉約束，在跨越障礙時，輪子會與障礙物相嚙合，從而實現障礙跨越。

當輪系碰觸第一節臺階邊緣時，固定行走機構，在電機和減速機的帶動下，三角輪系開始發生旋轉，要保證乘坐者的安全性與平穩性，就需要一直保持水平狀態，在設計時，要全面考慮它的重心位置，避免出現嚴重傾斜。

行走機構結構

傳動系統的構成部分比較多，而最重要的是驅動電機、車輪等。具體實現過程：減速箱在電機的驅動下，將轉矩傳送給中心齒輪，然后再傳遞給驅動齒輪，最后在支承軸的驅動下實現輪子旋轉，由此達到爬樓機正常行駛的目的。

翻轉機構結構

行星齒輪架是翻轉機構中不可忽略的一個重要組成部分，而且齒輪軸以120°部署在行星齒輪架上，在大齒輪的驅使下正常運行，行星齒輪與齒輪圈嚙合驅使傳動盤旋轉，以實現銷孔連接驅使中心軸運行。在翻越臺階的過程中，行星齒輪系就會被鎖定。在翻轉電機的驅使下，整個輪系開始運動，以做出爬樓梯的動作。

爬樓機其車體有平行四連桿結構加鏈結構，具有折疊功能，方便攜帶。把手為手拉把手，用于使用者拖拉小車，控制爬樓機的前行等動作。

分類及特點

分類

爬樓機有多種分類方式，按照動力源可分為手動和電動；按照載重能力，分為輕載、中載、重載爬樓機；按照用途，分為載人爬樓機和載物爬樓機；按照驅動原理，分為星輪式爬樓機、履帶式爬樓機、支腿式爬樓機、推臂式爬樓機和其他類型爬樓機。

星輪式爬樓機：星輪式爬樓機又分為3星輪式、4星輪式、N星輪式爬樓機。這種類型的爬樓機依賴于星輪構造代替原有的車輪，利用星輪自轉完成上下樓動作。但是平地推行時，始終有4個輪子與地面接觸，造成平地轉彎作不靈活。另外還具有體積大，噪音大，下樓不安全等缺點，因此類似結構的爬樓機常見于手動爬樓機，且載重較輕。

特點

爬樓機具有投資小，安裝周期短，無需拆改室外管線，且使用靈活，乘坐舒適，適用人群廣，后期維護成本低，對原建筑結構基本無影響，對首層住戶基本無干擾等特點。

技術參數

應用領域

爬樓機廣泛適用于物流、送水、搬家、家具家電等行業，以及工廠、辦公室、居民樓、戶外臺階等場所。

失能、半失能老年人群

人步入老年后身體機能下降，這是不爭的事實，身體機能的下降給他們日常生活帶來很多麻煩。這些麻煩會造成他們心理上的不適，使他們不能很好的適應一些特定年齡的產品。失能的老年人生活和行動都要靠人的輔助或是其他輔具的輔助，因此，在電動爬樓機設計過程中應考慮諸多因素，使他們能夠輕易接受，讓他們有更加舒適的使用感受，能夠和容易的和現有的輪椅實現快速安裝。具有可拆卸特點，方便失能、半失能老年人群使用。

下肢殘障士

殘障人士的基數比較大，市場上適應下肢殘障人士的特定產品也有很多，購買電動爬樓機時候，他們會考慮使用安全的問題，他們不想再受到二次傷害。同時，電動爬樓機的價格不能定價太高，需要研究這類人群的消費水平和消費喜好。操作比較方便、質量可靠、價格合理等因素都影響著電動爬樓機的設計。

運貨人員

社會網絡日益發達，網購已經成為主流購物途徑，各種生活用品在網上都可以買到，配送行業隨之發展迅速，當快遞人員或搬運工送到沒有電梯的高層住宅時，爬樓往往會消耗很長的時間。運送較重物品時，難免會力不從心。借助一種工具或是裝置助其搬運，不僅可以節省運貨人員的體力，還可以提高運貨效率。

發展趨勢

隨著時代的進步以及新型技術的興起，傳統爬樓車出現越來越多的問題，已無法滿足人們的需求。結合人工智能技術設計智能化爬樓機，讓其擁有人性化特征，能夠根據實際場景確定爬樓路徑，為人類生活提供更便利的服務。傳統爬樓機能在人類的指揮下做一些簡單工作，如對話、行走、快跑、協助人類進行貨物運輸等。部分國家已實現爬樓機自動化管理，讓機器擁有人類思維，自動進行工作。當前機器人發展趨向高度的人性化，機器人不再只是由機械設備組成，有些機器人甚至有人類的模樣和思維方式。

2022年11月，上海市康復器具協會發布《2022版上海市康復輔助器具產業藍皮書》。根據藍皮書，從服務商角度看，2021年度服務商提供的輔具租賃量達到82617件，約96.8%的租賃產品為爬樓機（約80000件）。

隨著中國的經濟發展，爬樓機市場正在迅速增長。根據市場調研在線網發布的全球及中國電動爬樓機行業現狀調研及未來發展趨勢分析報告(2022-2028年)分析，2018年中國爬樓機市場規模達到217.6億元，同比增長17.8%。

爬樓機作為無障礙設施中的重要組成部分，主要用于協助行動不便人士上下樓梯，其在康復醫療、養老服務、應急救援等領域具有廣泛應用。爬樓機技術已經相當成熟，產品種類多樣，包括座椅式、站立式、輪椅配合式等，以適應不同使用者的需求。同時，爬樓機的操作簡便性和安全性也在不斷提升，部分產品已經實現智能化控制。

爬樓機行業在未來將著力于提高產品的智能化水平、舒適性和安全性。首先，智能化控制和遠程監控技術的運用，將使爬樓機更易于操作和維護；其次，以人為本的設計理念將貫穿于產品設計始終，提高乘坐舒適性，減少長時間使用對身體的壓力；再次，隨著老齡化社會的到來，以及無障礙設施建設的法規政策推進，爬樓機市場將進一步擴大，催生出更多符合個性化需求和特殊場景使用的新型爬樓機產品。此外，爬樓機的便攜性、耐用性以及與建筑物的協調性也將成為行業未來研發的重要方向。