CN102942097B - 住宅式轻型电梯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种住宅式轻型电梯，包括轿厢、梯架，其特征在于：还包括直流有刷电机、链条和齿轮，所述梯架上端与墙壁固定连接，下端与地板固定连接；所述梯架上设置有用于轿厢上下移动的导轨；所述齿轮设置在梯架顶端，所述链条一端与轿厢固定连接，链条沿梯架布置与齿轮相咬合，另一自由端沿墙壁自由垂下；所述直流有刷电机与齿轮连接，驱动齿轮转动带动链条移动。本发明提供的一种住宅式轻型电梯，结构简单，占用空间小，低成本、低能耗、稳定性能高。

Description

住宅式轻型电梯

技术领域

本发明涉及一种住宅式轻型电梯，属于机电技术领域。

背景技术

最早的电梯是美国一名名叫奥的斯的人发明的，准确的说，应当称之为“升降机”，后来，人们基于升降机的原理上，从功能、动力装置、外形上做了改进，发展到后来大家所熟悉的“电梯”。电梯如今在生活中很普遍，大多用于酒店、商务会所、商场、大型娱乐场所等等，也有用在家庭住宅里的。

目前的住宅式轻型电梯，存在以下问题：

对于别墅，或者是二层小楼安装的电梯占地面积大、电梯结构复杂，例如中国专利申请201010189843.2所公开的，虽然供电系统以风能、太阳能为锂电池供电，但其机械结构设计较为复杂，空间占用量大；其次，采用钢丝绳牵拉载重，并以动滑轮带动轿厢运动，一则，钢丝绳用久后容易起毛，导致系统后期使用不安全，二则，动滑轮结构提升轿厢，使轿厢运动时容易晃动，稳定性不高，此外，存在所投资成本高等问题。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足， 本发明提供一种住宅式轻型电梯，结构简单，占用空间小，低成本、低能耗、稳定性能高。

一种住宅式轻型电梯，包括轿厢、梯架，其特征在于：还包括直流有刷电机、链条和齿轮，所述梯架上端与墙壁固定连接，下端与地板固定连接；所述梯架上设置有用于轿厢上下移动的导轨；所述齿轮设置在梯架顶端，所述链条一端与轿厢固定连接，链条沿梯架布置与齿轮相咬合，另一自由端沿墙壁自由垂下；所述直流有刷电机与齿轮连接，驱动齿轮转动带动链条移动。

还包括减速机，所述直流有刷电机通过减速机与与齿轮连接，实现轿厢升降的平稳。

所述轿厢的背部左右对称设置有四个滑块，轿厢通过滑块与导轨相连接。

所述梯架与墙壁成10度夹角设置。

所述链条的自由端设置有平衡块。

所述轿厢中设有座椅。

所述梯架上设置有楼层限位开关，用于实现轿厢的底板达到与地板水平时的精确停止。

还包括电箱，所述电箱内设置有提供电源的锂电池。

还包括控制开关，用于控制轿厢的升降启动和停止。所述控制开关包括上升途中行程开关，用于实现轿厢在上升过程中，当轿厢内的物体伸出轿厢外时切断电路，将轿厢停住。

有益效果是：本发明提供的住宅式轻型电梯，采用链条和齿轮作为传动装置，以锂电池提供能源，以直流有刷电机提供动力，稳定性能高、低成本、低能耗；直流有刷电机功率小，耗电量少，节省能源，锂电池容量大，寿命长，免除频繁充电的麻烦，并且可以满足在电池充电的情况下正常使用电梯的要求，通过控制直流有刷电机的正反转来实现楼层之间的运作，从而起到对于家庭住宅式室内上下楼的作用，方便了广大用户，尤其是给老年及腿脚不便的朋友解决了上下楼的困难，特别适用于复合式楼层家庭及别墅区。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明的控制电路图；

图中：1 直流有刷电机，2 平衡块， 3 电箱， 4 轿厢，5 滑块， 6 导轨， 7 链条，8  梯架，9 齿轮，10 减速机，11、12限位开关 ，13 电源适配器，18  SB1/急停按钮，19  上升途中行程开关SB2，20上升途中行程开关SB3，21二楼“召唤开关”K1，22梯箱上控制向上启动开关K2，23  一楼“召唤开关”K3，24梯箱上控制向下启动开关K4， 27 墙壁，28 二楼地板，29地板、30三楼“召唤开关”K5。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1和图2所示，为一种住宅式轻型电梯，包括轿厢4、梯架8，还包括直流有刷电机1、链条7和齿轮9，所述梯架8上端与墙壁27固定连接，下端与地板29固定连接；所述梯架8上设置有用于轿厢4上下移动的导轨6；所述齿轮9设置在梯架8顶端，所述链条7一端与轿厢4固定连接，链条7沿梯架8布置与齿轮9相咬合，另一自由端沿墙壁27自由垂下；所述直流有刷电机1与齿轮9连接，驱动齿轮9转动带动链条7移动，从而实现轿厢4的上下移动。还包括减速机10，所述直流有刷电机1通过减速机10与与齿轮9连接，实现轿厢4升降的平稳。所述轿厢4的背部左右对称设置有四个滑块5，轿厢4通过滑块5与导轨6相连接。所述梯架8与墙壁27成10度夹角设置。所述链条7的自由端设置有平衡块2。所述轿厢4中设有座椅。所述梯架8上设置有楼层限位开关11、12，用于实现轿厢的底板达到与地板水平时的精确停止。还包括电箱3，所述电箱3内设置有提供电源的锂电池。还包括控制开关，例如：SB1急停按钮18， SB2上升途中行程开关19 ， SB3上升途中行程开关20、K1二楼“召唤开关”21、K2梯箱上控制向上启动开关22 、K3一楼“召唤开关”23、 K4梯箱上控制向下启动开关24和K5三楼“召唤开关”30，用于控制轿厢的升降启动和停止。所述控制开关包括上升途中行程开关19、20，用于实现轿厢在上升过程中，当轿厢内的物体伸出轿厢外时切断电路，将轿厢停住。

如图3所示，本发明的设计和工作原理如下：

链条7的一端挂在轿厢4上，另一端挂上平衡块2（两根链条1分布在电梯两侧，均作此处理），以额定电压为48V的直流有刷电机1提供动力，通过中间环节带动链条7运动，从而轿箱4随之上下运动。具体的，设计中，将动力装置安放在电梯的顶端（根据需要不同，也可将其安放在梯架8上），由350W的有刷直流电机1以1000r/min的额定转速带动减速机10（速比1:37），减速机10以约27r/min的输出转速带动轴转动，两侧的齿轮9（13齿，D=7cm）随轴以同样的角速度转动，继而链条7和齿轮9相咬合，以0.17m/s的速度带着轿厢4实现上下运动，单程耗时约21秒。作为优选方案，轿厢4中设有座椅供两人并排靠坐。作为优选方案，梯架8以10度角固定斜靠在墙壁27侧面。

具体的，轿厢4厢架以304不锈钢管焊接而成，轿厢4上的座椅和包板均用加拿大枫木制成（梯箱的框架及所以材料也可用其它类似的方式制作），自重50公斤。轿厢4的背部左右对称装置四个滑块5，装在导轨6上。两根链条7一端分别挂在轿厢4的两侧，另一端挂起119公斤的钢板作为配重，来增大电梯的载重量，选择20m厚，自身重量119公斤的钢板作为电梯的平衡块2，悬挂在梯架8的下侧，平衡块2也可选择其它材料，如橡胶、铅，其形状也可做成饼状式，球形等。理论上，以电机的额定功率和轿厢实际运行速度为准，除去轿厢自身重量可载重214公斤。具体的，梯架8长5m，宽80cm，中间有13个横梁，梯架两边的的竖梁上各固定有长约4米的导轨6，此时电梯的整体自重约200公斤（以便承载梯架上外加应有的重量），将此装置倾斜80度角放置在水平方形区域（1860mm*960mm）内，此方形区域也即是一楼到达二楼的垂直通道口，其二楼底板28距一楼的底板29的高度为3510mm。梯架8的顶端以角钢板的形式将梯架8与墙壁27固定，底端用钢板将梯架8与地板29固定（这里固定方式不唯一，也可采用其它方式固定）。优选的，在本实施例中，在接近二楼的位置上加入一条安全防碰横条，此横条用左右两个限位开关固定（此横条只需轻微触碰，即可切断主电路，使轿厢停止工作），如图2中SB2上升途中行程开关19 和 SB3上升途中行程开关20，轿厢在上升过程中，如果轿厢内的人粗心将身体或其它物体伸出轿厢外，那么横条作用就是：在人尚未触碰到二层楼板之前，会先触碰到横条，从而切断电路，将轿厢停住，提高使用安全性。优选的，所述例一中，可在轿厢上设置一个挡板，在轿厢的入梯口位置安置限位开关，只有当挡板闭合上，并触动所安置的限位开关，方能启动电梯，提高电梯安全性能。直流有刷电机1、减速机10以及齿轮9的参数规格如上述，这里不再累述，这里也可选择其它方式驱动电机，如直流无刷式电机，触发方式以加入霍尔感应元件控制电机运转，也可以是油压方式或其它方式。链条7选择型号为10a，链节距大小为15.875mm，总长4.5m，分三段连接，以此标准分别悬挂在两侧的齿轮9上带动轿厢4上下运动。一楼的限位开关11装在梯架8的一侧，距离一楼地板31 适当的高度（可选20cm高），二楼的限位开关12相对于一楼的限位开关20装在同一侧，控制位置，使轿厢4的底板刚好达到与二楼地板28水平时停止。

另一方面：本发明实施例在电路结构设计上运用硬件电路实施方式，具体方法如下：

以直流接触器为桥梁，连接控制开关与直流电机之间的通断关系，以时间继电器KT1、KT2来控制大功率滑动变阻器在主电路中的通断，以可编程时间控制器来对锂电池进行定时充电，以限位开关来限制电梯运动的行程。

具体的，用两个规格相同的直流接触器分别控制直流电机的正反转，外接点动式（或摇臂式）开关来控制直流电机的正反转。将时间继电器与滑动电阻R并联之后与电机串联在主电路中，设定好时间以控制滑动电阻的通断，从而控制电机的启动转速。将可编程时间控制器设定好充电的时间段后，安插在家用插板上，连接电源适配器13以定时给锂电池充电。在梯架的低端与顶端分别装上限位开关11、12，将限位开关串接在对应的控制电路中，以定位断开电机，使轿厢4在规定的导轨6段内运动。

具体的，1、电梯设计时在轨道的顶端与低端分别装置了限位开关，调整到适当的位置。目的，一方面是为了限制电梯能且只能在规定好的轨道段上运行，不至于出轨，另一方面是为了能使轿厢在一楼，或二楼某一个固定的高度停止，以方便使用者相对电梯的上下。

2、轿厢上本身装置了两个开关，一个是控制上升和下降，另一个是停止按钮 。控制上升和下降的开关可根据使用者的个人爱好选择点动型复位式，也可选择二档摇臂式。使用者可坐在轿厢上可随时控制电梯，使之上升，下降或中途停止。

3、一楼、二楼分别装置了“召唤开关”，开关的触碰方式可选择点动型复位式，开关的规格型号可选用86型，这种型号与当今普通家用型开关相似，以便于装饰，其它类型亦可。轿厢停在一楼时，二楼“召唤开关”21的作用是将轿厢“召唤”至二楼。轿厢停在楼上时，一楼“召唤开关”23的作用是将轿厢“召唤”至一楼。

具体的，以起始状态为例（电梯停在一楼处）。首先，使用者坐上轿厢，这时可手动启动“上升”开关，自可准确到达并停止在二楼。如果起初电梯停止在二楼的话，那么一楼的使用者可先启动一楼的“召唤开关”将电梯“召”下一楼后，再重复上面的步骤即可。

另外本发明电梯在三层楼之间运行时，设置方法如下：

1、分别在导轨的顶端和低端装置“限位开关”，同上。

2、轿厢上装置有三个按钮，分别控制到达一楼、二楼、三楼，以及“停止按钮”。

3、在三层楼上分别对应装上三个按钮，作为“召唤开关”。

本实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在上升，下降的运行过程中，为提高使用的安全性能，按钮开关上实现了互锁，即电梯运行过程中，除了停止按钮外，其它启动开关均无效。蓄电池容量为20Ah，如果按照每天上下20个来回计算，那么充满电的锂电池可提供电梯正常工作长达两周的电量，而期间消耗的电量仅仅只有0.96度。

本发明中：采用的直流有刷电机功率小，耗电量少，节省能源；锂电池容量大，寿命长，免除频繁充电的麻烦，并且可以满足在电池充电的情况下正常使用电梯的要求。利用时间控制器改变滑动电阻的通断来控制电机启动的转速，以实现电梯平缓启动的效果，使电梯用起来更舒适；可编程时间控制器的加入，使电池充电时间准确，可实现无人操作的情况下，确保锂电池的电量充足，提高电梯自身使用的自动化程度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种住宅式轻型电梯，包括轿厢、梯架，其特征在于：还包括直流有刷电机、链条和齿轮，所述梯架上端与墙壁固定连接，下端与地板固定连接；所述梯架上设置有用于轿厢上下移动的导轨；所述齿轮设置在梯架顶端，所述链条一端与轿厢固定连接，链条沿梯架布置与齿轮相咬合，另一自由端沿墙壁自由垂下；所述直流有刷电机与齿轮连接，驱动齿轮转动带动链条移动；还包括减速机，所述直流有刷电机通过减速机与齿轮连接，实现轿厢升降的平稳；所述梯架与墙壁成10度夹角设置；还包括电箱，所述电箱内设置有提供电源的锂电池。

2.根据权利要求1所述的住宅式轻型电梯，其特征在于：所述轿厢的背部左右对称设置有四个滑块，轿厢通过滑块与导轨相连接。

3.根据权利要求1所述的住宅式轻型电梯，其特征在于：所述链条的自由端设置有平衡块。

4.根据权利要求1所述的住宅式轻型电梯，其特征在于：所述轿厢中设有座椅。

5.根据权利要求1所述的住宅式轻型电梯，其特征在于：所述梯架上设置有楼层限位开关，用于实现轿厢的底板达到与地板水平时的精确停止。

6.根据权利要求1-5任一项所述的住宅式轻型电梯，其特征在于：还包括控制开关，用于控制轿厢的升降启动和停止。

7.根据权利要求6所述的住宅式轻型电梯，其特征在于：所述控制开关包括上升途中行程开关，用于实现轿厢在上升过程中，当轿厢内的物体伸出轿厢外时切断电路，将轿厢停住。