CN104995118A - 楼梯升降机驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种楼梯升降机驱动装置，包括沿着轨道延伸的导轨；第一框架部件，设有接合导轨的至少一对轮子；第二框架部件，设有接合导轨的至少一对轮子；发动机，用于驱动至少一个轮子；用于楼梯升降机使用者座椅的安装部件，其连接到第一框架部件；其中第一框架部件以可绕两个轴以及绕平行于轨道切线方向的轴自由旋转的方式连接到第二框架部件，所述两个轴彼此垂直且垂直于轨道的切线方向。

Description

楼梯升降机驱动装置

本发明涉及一种楼梯升降机用驱动装置。特别地，本发明涉及一种楼梯升降机驱动装置，其由两个框架部件构成，并且可相对于彼此自由旋转。

现有技术中已知的是在沿着楼梯延伸的导轨上驱动楼梯升降机。专利申请NL2005398例如公开了一种沿纵向导向件的楼梯升降机用摩擦驱动装置，其中多个辊与导轨摩擦接合。这种楼梯升降机用驱动装置被设计成在沿着楼梯的精细构造的导轨上推动楼梯升降机。然而，上述现有技术的一个缺点是，公开的楼梯升降机不适用于自然遵循楼梯轮廓可能需要的(尖锐)曲线。

因此本发明的目的是克服上述缺点或至少提供一种可行的替代方案。

本发明进而提出了一种楼梯升降机驱动装置，包括沿着轨道延伸的导轨；第一框架部件，设有接合导轨的至少一对轮子；第二框架部件，设有接合导轨的至少一对轮子；发动机，用于驱动至少一个轮子；连接到第二框架部件的安装部件，用于安装负荷用承载件例如楼梯升降机使用者的座椅；其中第一框架部件以可绕两个轴以及绕轨道切线方向或绕平行于轨道切线方向的轴自由旋转的方式连接到第二框架部件，所述两个轴彼此垂直且垂直于轨道的切线方向。

这里应当注意，上述相互取向是在根据本发明的楼梯升降机驱动装置在轨道的平直部分之上才涉及的。

根据本发明的楼梯升降机具有下述优点，即包括驱动轮的两个框架部件相对于彼此可在多个方向上自由转动和移动。框架部件用作转向架(bogie)，并且使得楼梯升降机能够沿着弯曲和扭曲导轨移动。转向架功能能够实现驱动装置沿弯曲和/或扭曲轨道移动。

用于楼梯升降机座椅的安装部件可以刚性连接到第二框架部件，其中第一框架部件用于传输额外的驱动力。由于两个框架部件相对于彼此可自由旋转，所以第一和第二框架部件可以容易地绕弯角、扭曲部和弯曲部跟随彼此。

如上所述安装部件可以刚性连接到第二框架部件，但是其还可以在预定方向上具有旋转自由度。楼梯升降机沿其推进的导轨优选可以是沿其长度设有一个或多个凹入部的光滑导轨。刚性连接到第一框架部件的安装部件获得了相对简单的结构，并且还用来建立稳定平台，连同第二框架部件组装转向架。然而，该结构基于倾斜角度、重心(cog)和/或结构刚度在第一和第二框架部件上分配负荷。

因此，在本发明的另一实施例中，安装部件以可绕两个轴自由旋转的方式被连接到第二框架部件，所述两个轴彼此垂直并且垂直于轨道的切线方向，并且安装部件以可绕轨道切线方向旋转的方式连接到第二框架部件。

在本发明的另一实施例中，安装部件通过第一托架连接到第一框架部件，其中安装部件和第一承载件之间的连接包括旋转轴中的第一轴，并且第一托架和第一框架部件之间的连接包括旋转轴中的第二轴，并且其中安装部件通过第二托架连接到第二框架部件，其中安装部件和第二托架之间的连接包括旋转轴中的第一轴，并且第二托架和第二框架部件之间的连接包括两个旋转轴中的第二轴。托架形成已经证明的包括上述旋转轴的实用实施例，并且使得正交旋转轴的几何扩展位置为稳健结构。

在另一实施例中，框架部件在y轴方向(参见下面的图1)上的旋转轴切割代表所产生的牵引力的位置和方向的矢量。在另一实施例中，同样适用于框架部件在z轴方向上的旋转轴。

在导轨中具有两个凹部的实施例中，如果两个轮子都被驱动的话，所产生的力与导轨的轴向轴(中心线)重合。如果只有一个轮子被驱动，则所产生的力平行于导轨的轴(中心线)但不与之重合，并且框架部件在y轴方向上的旋转轴也是偏心的。

在另一实施例中，致动器取决于由楼梯升降机使用者施加在座椅上的重量和/或轨道的倾斜角度和/或第一框架部件对于第二框架部件的取向而被提供动力。所运输使用者重量和/或导轨轨道倾斜角度和/或两个框架部件之间取向差越大，轮子在轨道上所需的牵引力越大。另一方面，更大的法向力导致更大的滚动阻力，因此目标是保持按压摩擦轮的法向力和牵引力为所需的最小值。例如，在水平轨道上驱动和/或施加相对较轻的使用者重量需要相对较小的牵引力，对于较重使用者和/或较大倾斜角度而言，反之亦然。此外，取决于重量和/或倾斜角度的受控法向力还降低了磨损和疲劳度。

此外，座椅可以下述方式被安装在安装部件上，即座椅可以被坐在座椅上的使用者的重量挤压以及/或者由轨道倾斜角度致动，其中液压缸耦合在座椅和安装部件之间，用于提供取决于并且按比例于坐在座椅上的使用者重量和/或轨道倾斜角度的液压压力，其中液压缸液压耦合到液压致动器，用于将第一轮子朝着驱动装置一对轮子的第二轮子移动。

在本发明的实施例中，楼梯升降机驱动装置包括可朝向或远离导轨移动的至少两个轮子，每个被应用于不同框架部件，并且每个框架部件对于两个轮子设有发动机，其要么具有相同转速要么具有基本相等的力矩。为了防止弯曲部中的最小化滑移，相等力矩进而将具有在两个摩擦轮上均匀分布的力矩，这实现了来自所施加法向力的最大效率，实现了最大牵引力。

在一个实施例中，驱动装置还可以对每个框架部件设有一个马达，其中两个驱动轮以1:1比率连接到齿轮，从而实现了两个轮子相同转速。这具有降低成本的优点。不利之处是在驱动通过弯曲部和扭曲部时不具有在两个摩擦轮之间的最优力矩分布。

在另一实施例中，驱动装置还可以对框架部件设有一个马达，其中两个被驱动轮通过机械差速器进行连接。这样做的优点是，力矩在两个摩擦轮上基本均匀分布，并且框架部件仅有一个马达，因而降低了成本。

在另一实施例中，楼梯升降机驱动装置设有控制系统，其用来从摩擦轮获得尽可能多的牵引力。理论上一个框架部件内所有轮子的牵引力相等。当控制系统在所有被驱动轮上基本等同分布力矩时，实现了对滑移引起的负面效果的最小化，并且在所有摩擦轮上施加了最大力矩。这可以通过测量流经每个轮子驱动装置的电流以及通过将其控制为每个摩擦轮具体的速度设定点和/或电压和/或电流来实现，这可以具体针对每个轮子来实现。设定点特别地可以被选择，使得弯曲部内径和外径的长度距离也被考虑到，从而滑移被最小化甚至被完全避免。

除了控制单个框架部件的单独轮子之间的牵引力外，控制器还可被配置用来控制两个框架部件，以在所有驱动轮上尽可能均匀分享总体所需的力矩。

在本发明的另一实施例中，框架部件包括一对稳定轮或滑动件，其分别在顶侧和底侧接合导轨。该对部件可以在驱动方向上在驱动轮之前或之后，或者可以应用多对该部件。这些轮子或滑动件通过可相对于第一或第二框架部件移动的子框架被可移动地连接到第一或第二框架部件，以允许轮子或滑动件跟随导轨中的弯曲部。子框架可以包括弹簧元件以将轮子或滑动件偏压倒导轨上。在另一实施例中，第一和/或第二子框架部件通过致动器分别相对于第一或第二框架部件可移动。

在另一实施例中，第一和/或第二框架部件包括传感器，用以测量框架部件绕垂直于导轨轴向方向且垂直于从导轨前方至导轨后方方向的轴的角度旋转，并且发出表示角度旋转的传感器信号。该传感器可以被配置用来在驱动装置移动时扫描或探测导轨。该传感器信号可以用来控制驱动装置以及矫正角度运动。第一和/或第二框架部件还可以包括两个可独立驱动的轮子，每个轮子被分别施加在导轨的一侧上，并且其中发动机包括控制设备，控制设备基于传感器信号控制该可独立驱动的轮子，从而每次它们正好彼此相对地位于导轨上。

下文将参考附图更为详细地说明本发明。附图中：

图1示出了用来指示运动的坐标系；

图2示出了具有滑动导向元件的z稳定器；

图3a-d示出了能够平移的导向元件；

图4a、4b示出了滑动导向元件；

图5a、5b示出了z轴稳定器结构的弹簧加载辊构造；

图6a、6b示出了具有一组两个导轨跟随元件的驱动单元；

图7示出了具有两个导轨测量臂的驱动单元。

图1示出了通常用来指示运动的坐标系。为了表示驱动装置相对于导轨的取向，使用了坐标系。x轴是导轨中心线的局部切线。对于绕x、y和z轴的旋转，分别使用了导航和/或航空术语：俯仰、偏航和翻滚。需要注意的是，与船只和飞机在z轴方向上运动不同的是，驱动装置在x轴的方向上运动。换句话说，驱动装置侧向移动。

附图中，参考标号指代的是：

101右；102俯仰；103偏航；104纵向；105翻滚；106垂直；107横向左。

图2示出了具有滑动导向元件的z稳定器，其在y轴方向上的平移是借助链接结构实现的。图2示出了沿着轨道延伸的导轨1；第一或第二框架部件2、3，设有接合导轨的至少一对轮子(A和B)；发动机4、5，用以驱动一对稳定滑动件24、25和轮子中的至少一个，稳定滑动件24、25分别在顶侧和底侧接合导轨。该对滑动件在驱动方向上可在驱动轮(A和/或B)之前或之后，或者可以应用多对滑动件。这些轮子或滑动件可以借助相对于第一或第二框架部件可移动的框架部分而被可移动地连接到第一框架，用以允许轮子或滑动件跟随导轨中的弯曲部。

图3a、3b示出了能够在具有凸起导轨段(3a)和凹进导轨段(3b)的y轴方向上平移的导向元件。滑动件对24、25在驱动方向上可在驱动轮(A和/或B)之前或之后，或者可以应用多对滑动件。这些轮子或滑动件可以借助相对于第一或第二框架部件可移动的框架部分26而被可移动地连接到第一或第二框架部件2、3，用以允许轮子或滑动件跟随导轨1中的弯曲部，如在图3c、3d中可见的那样。

图4a、4b示出了另一实施例，并且示出了具有滑动导向元件27的结构，其被安装在液压缸28上。这些液压缸彼此交叉连接，从而左下方导向元件的向下平移是同右上方液压缸的向下平移一起的，其余类似。

图5a、5b示出了利用在驱动单元一侧的一对稳定轮29的z稳定器结构的另一实施例，该对稳定轮29分别在顶侧和底侧接合导轨。轮子通过弹簧装置30可跟随导轨中的弯曲部。预期上述表现不同于前面的构造，并且可以在扭曲导轨段处具有积极效果。

图6a、6b示出了第一或第二框架部件2、3，其配备有一组两个导轨切线跟随元件32。这些元件通过弹簧元件34连接到导轨切线跟随框架33。弹簧元件将导轨切线跟随元件压到导轨1的凹入部内。由于导轨切线跟随框架可绕框架部件的y轴旋转，其取向将跟随导轨中心线的切线。导轨切线跟随框架连接到角度传感器35，其轴连接到框架部件的y轴。从而，当驱动单元的z轴没有垂直于导轨中心线切线时，这将导致来自角度传感器的值变化。

图7示出了框架部件2、3，其配备有两个导轨距离测量臂36，测量臂36可绕公共轴37彼此独立地旋转。每个导轨距离测量臂配备有可旋转滑动元件38，由于被安装在导轨距离测量臂上的预张紧元件(这里未示出)，可旋转滑动元件38被压靠在导轨1的前侧或后侧。利用角度传感器39来测量每个测量臂的旋转。从而，当驱动单元的z轴未垂直于导轨中心线切线时，这将导致来自角度传感器的不同值。

本申请的所有特征可以与来自由相同申请人同一申请日提交的名为“用于光滑凹形导轨的楼梯升降机驱动系统”和“具有座椅用可旋转安装部件的楼梯升降机驱动装置”的专利申请中公开的特征相结合，上述专利申请这里通过引用而被并入本申请。

Claims (15)

1.一种楼梯升降机驱动装置，包括：

-沿着轨道延伸的导轨；

-第一框架部件，设有接合导轨的至少一对轮子；

-第二框架部件，设有接合导轨的至少一对轮子；

-发动机，用于驱动至少一个轮子；

-连接到第一框架部件的安装部件，用于安装负荷用承载件例如楼梯升降机使用者的座椅；其中

-第一框架部件以可绕两个轴以及绕平行于轨道切线方向的轴自由旋转的方式连接到第二框架部件，所述两个轴彼此垂直且垂直于轨道的切线方向。

2.根据权利要求1所述的楼梯升降机驱动装置，其特征在于，

-安装部件以可绕两个轴可自由旋转的方式被连接到第二框架部件，所述两个轴彼此垂直并且垂直于轨道的切线方向；以及

-安装部件以可绕轨道切线方向旋转的方式被连接到第二框架部件。

3.根据权利要求2所述的楼梯升降机驱动装置，其特征在于，

-安装部件通过第一托架连接到第一框架部件，其中安装部件和第一承载件之间的连接包括旋转轴中的第一轴，并且第一托架和第一框架部件之间的连接包括旋转轴中的第二轴，并且

-其中安装部件通过第二托架连接到第二框架部件，其中安装部件和第二托架之间的连接包括旋转轴中的第一轴，并且第二托架和第二框架部件之间的连接包括两个旋转轴中的第二轴。

4.根据前述任一权利要求所述的楼梯升降机驱动装置，其特征在于，框架部件在y轴或z轴方向上的旋转轴切割代表所产生的牵引力的位置和方向的矢量。

5.根据前述任一权利要求所述的楼梯升降机驱动装置，其特征在于，配备有控制系统，该控制系统被配置用于测量流经每个轮子驱动装置的电流，以及用于设置对所有被驱动轮等同的速度设定点。

6.根据权利要求5所述的楼梯升降机驱动装置，其特征在于，设定点被选择，使得弯曲部内径和外径的长度距离被考虑，从而滑移被最小化甚至被完全避免。

7.根据权利要求5或6所述的楼梯升降机驱动装置，其特征在于，控制器被进一步配置成控制两个框架部件以具有等同的力。

8.根据前述任一权利要求所述的楼梯升降机驱动装置，包括借助致动器可朝向和远离导轨移动的至少两个轮子，其中致动器是取决于所需牵引力、取决于诸如由楼梯升降机使用者施加在座椅上的重量和/或导轨倾斜角度的变量而被提供动力的。

9.根据前述任一权利要求所述的楼梯升降机驱动装置，包括一对稳定轮或滑动件，其分别在顶侧和底侧接合导轨。

10.根据权利要求9所述的楼梯升降机驱动装置，其特征在于，轮子或滑动件分别相对于第一或第二框架部件被可移动地连接到第一或第二子框架部件。

11.根据权利要求10所述的楼梯升降机驱动装置，其特征在于，第一和/或第二子框架部件借助致动器分别相对于第一或第二框架部件是可移动的。

12.根据前述任一权利要求所述的楼梯升降机驱动装置，其特征在于，第一和/或第二框架部件包括传感器，所述传感器用于测量框架部件绕垂直于导轨轴向方向且垂直于从导轨前方到导轨后方的方向的轴的角度旋转，并且发出表示所述角度旋转的传感器信号。

13.根据权利要求12所述的楼梯升降机驱动装置，其特征在于，第一和/或第二框架部件包括两个可独立驱动的轮子，每个轮子被分别施加在导轨的一侧上，并且其中发动机包括控制设备，控制设备基于传感器信号控制所述可独立驱动的轮子，从而每次它们正好彼此相对地位于导轨上。

14.根据权利要求12或13所述的楼梯升降机驱动装置，其特征在于，用于驱动第一和第二框架部件的轮子的发动机以主从设置进行布置。

15.根据权利要求12或13所述的楼梯升降机驱动装置，其特征在于，用于驱动第一和第二框架部件的轮子的发动机以对称设置进行布置。