CN105858409B - 一种具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯，包括导向系统、轿厢系统；导向系统包括导轨（1）和导轨支架，导轨前后方向上至少具有一个角度变化；所述的轿厢系统包括轿厢体、轿厢底座（2）、固定支撑杆（3）、承载架（4）和自动调平装置（5）；固定支撑杆的上端垂直固定安装在轿厢底座上、下端与承载架上平面铰接安装；承载架倾斜设置、包括前滚轮导靴（41）和后滚轮导靴（42）；自动调平装置（5）包括差速器（51）、变速箱（52）、前滚珠丝杠（53）、后滚珠丝杠（54）。本具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯结构相对简单、制造成本相对较低，能够实现承载架自动调平的同时降低故障发生率。

Description

一种具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯

技术领域

本发明涉及一种斜行电梯，具体是一种具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯，属于斜行电梯技术领域。

背景技术

电梯是一种以电动机为动力的升降机，习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称，其作为现代运输工具在高层建筑运输中承担着重要的作用，斜行电梯作为特种电梯发展的一支，主要用于完成一些斜坡状轨迹的提升，其轿厢在倾斜的井道中沿着倾斜的导轨运行，是集观光和运输于一体的输送设备，特别是由于土地紧张而将住宅移至山区后，斜行电梯发展迅速。

斜行电梯比垂直运输的曳引电梯更省力，更节省能量，结构紧凑、安全可靠，针对运行15°～75°之间的任意角度轨道的电梯进行设计，满足一些主要用于地铁、车站、路桥、景区以及一些特型建筑领域里特殊地方的电梯运行，同时斜行电梯是解决公共无障碍交通最好的选择。

斜行电梯一般包括驱动系统、导向系统、门系统、轿厢系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统等部分，通常斜行电梯轿厢系统的承载架为了适应斜行的角度倾斜设置。

斜行电梯按其运行轨迹分为直线运行轨迹斜行电梯和曲线运行轨迹斜行电梯，其中曲线运行轨迹斜行电梯从轨道起始点到终点经历N次变角度轨道，曲线运行轨迹斜行电梯的承载架通常设置与轨道角度变化同步角度变化的活动连接结构以保证轿厢系统在轨道变角度的情况下始终保持水平状态。

现有技术中控制曲线运行轨迹斜行电梯的承载架同步角度变化的自动调平装置通常是采用控制器控制液压缸的伸缩或控制电动机驱动调高机构实现承载架的角度变化，这种传统的控制装置由于需要配备相应的液压系统或电控系统，机构设置较复杂；且多系统协同配合的自动调平装置若其中一个系统出现问题则自动调平装置整体即出现故障、无法运行，故障率风险较高；同时多系统协同配合的自动调平装置制造成本较高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯，其自动调平装置结构相对简单、制造成本相对较低，能够实现承载架自动调平的同时降低故障发生率。

为实现上述目的，本具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯包括驱动系统、导向系统、门系统、轿厢系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统；

所述的导向系统包括导轨和导轨支架，导轨前后方向上至少具有一个角度变化；

所述的轿厢系统包括轿厢体、轿厢底座、固定支撑杆、承载架和自动调平装置；轿厢体固定安装在轿厢底座上端；

固定支撑杆至少沿左右方向设置为两件，固定支撑杆的上端垂直固定安装在轿厢底座上、下端通过安装在承载架上表面上的固定支撑杆铰接座与承载架上平面铰接安装；

承载架沿导轨倾斜设置、包括通过连接架安装在底部的前滚轮导靴和后滚轮导靴；

至少设置为一套的自动调平装置包括差速器、变速箱、前滚珠丝杠、后滚珠丝杠；差速器固定安装在承载架前部的底平面上，差速器包括差速器输出轴、差速器前输入轴和差速器后输入轴，差速器输出轴穿过承载架并伸出承载架的上表面，差速器输出轴的轴端设有万向联轴节，差速器前输入轴和差速器后输入轴分别通过伞齿轮副与前滚轮导靴和后滚轮导靴的轮轴连接；变速箱包括变速箱输入轴和变速箱输出轴，变速箱通过安装在承载架上平面上的变速箱铰接座与承载架上平面铰接安装、且变速箱输出轴和变速箱输入轴前后方向设置，变速箱输入轴通过传动导向套筒与万向联轴节连接；前滚珠丝杠竖直设置、包括螺杆和螺母，前滚珠丝杠的螺杆底端与变速箱输出轴固定连接、顶端穿过轿厢底座并通过固定安装在轿厢底座上的前滚珠丝杠螺母与轿厢底座安装连接；后滚珠丝杠竖直设置、包括螺杆和螺母，后滚珠丝杠的螺杆底端设有轴端旋转机构，轴端旋转机构通过安装在承载架上平面上的后滚珠丝杠铰接座与承载架上平面铰接安装，后滚珠丝杠的螺杆顶端穿过轿厢底座并通过固定安装在轿厢底座上的后滚珠丝杠螺母与轿厢底座安装连接；

所述的固定支撑杆铰接座、变速箱铰接座和后滚珠丝杠铰接座这三组铰接座中任意其中一组铰接座是固定安装在承载架上平面上、另外两组铰接座是通过沿前后方向设置的导向机构安装在承载架上平面上。

作为本发明铰接座的最佳实施方式，所述的固定支撑杆铰接座固定安装在承载架上平面前后方向上的中部位置上，所述的变速箱铰接座和后滚珠丝杠铰接座通过沿前后方向设置的导向机构安装在承载架上平面上。

作为本发明自动调平装置的一种实施方式，所述的自动调平装置设置为一套，所述的前滚珠丝杠的螺母、后滚珠丝杠的螺母均安装在轿厢底座左右方向上的中部位置，所述的变速箱铰接座和后滚珠丝杠铰接座均对应安装在承载架左右方向上的中部位置。

作为本发明的进一步改进方案，所述的变速箱和/或后滚珠丝杠的轴端旋转机构上设有竖直向上穿过轿厢底座的导向杆，所述的轿厢底座上设有与导向杆对应并配合的导向套。

作为本发明导向杆的一种实施方式，所述的导向杆设置为多件、通过Y形支撑安装在所述的变速箱和/或后滚珠丝杠的轴端旋转机构上。

作为本发明自动调平装置的另一种实施方式，所述的自动调平装置设置为一套，所述的前滚珠丝杠的螺母和后滚珠丝杠的螺母相对于轿厢底座的上平面对角安装，所述的变速箱铰接座和后滚珠丝杠铰接座相对于承载架的上平面对应对角安装。

作为本发明自动调平装置的另一种实施方式，所述的自动调平装置设置为两套，两套自动调平装置左右方向对称设置。

作为本发明的优选方案，所述的传动导向套筒是花键套。

与现有技术相比，本具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯的自动调平装置不具有自身动力驱动，仅靠前滚轮导靴和后滚轮导靴的速度差产生调平动力，因此结构简单、易于维护；当前滚轮导靴和后滚轮导靴因导轨的角度变化造成前后轮速度不同时差速器输出轴旋转输出动力，进而通过万向联轴节、传动导向套筒带动变速箱输入轴旋转，变速箱输入轴驱动变速箱输出轴带动前滚珠丝杠的螺杆旋转，前滚珠丝杠的螺杆旋转时同步相对于轿厢底座向下轴向移动，而后滚珠丝杠的螺杆反方向旋转并同步相对于轿厢底座向上轴向移动，即实现承载架沿导轨同步变换角度、而轿厢底座始终保持水平状态，是纯机械结构的自动调平装置也没有设有其他如液压或电控机构等辅助机构，因此机构设置也相对简单、制造成本相对较低，且纯机械机构相对运行稳定、故障率较低，特别适用于需设置斜行电梯的露天场所。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明差速器与前滚轮导靴和后滚轮导靴的连接示意图；

图3是本发明滚珠丝杠一种实施方式的前视结构示意图。

图中：1、导轨，2、轿厢底座，3、固定支撑杆，31、固定支撑杆铰接座，4、承载架，41、前滚轮导靴，42、后滚轮导靴，5、自动调平装置，51、差速器，511、差速器输出轴，512、差速器前输入轴，513、差速器后输入轴，514、万向联轴节，52、变速箱，521、变速箱输入轴，522、变速箱输出轴，523、变速箱铰接座，524、传动导向套筒，53、前滚珠丝杠，54、后滚珠丝杠，541、后滚珠丝杠铰接座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明（以下以本具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯沿导轨1上行时运行的方向为前方描述）。

如图1所示，本具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯包括驱动系统、导向系统、门系统、轿厢系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统。

所述的导向系统包括导轨1和导轨支架，导轨1前后方向上至少具有一个角度变化。

所述的轿厢系统包括轿厢体、轿厢底座2、固定支撑杆3、承载架4和自动调平装置5。

轿厢体固定安装在轿厢底座2上端。

固定支撑杆3至少沿左右方向设置为两件，固定支撑杆3的上端垂直固定安装在轿厢底座2上、下端通过安装在承载架4上表面上的固定支撑杆铰接座31与承载架4上平面铰接安装。

承载架4沿导轨1倾斜设置、包括通过连接架安装在底部的前滚轮导靴41和后滚轮导靴42。

至少设置为一套的自动调平装置5包括差速器51、变速箱52、前滚珠丝杠53、后滚珠丝杠54；差速器51固定安装在承载架4前部的底平面上，差速器51包括差速器输出轴511、差速器前输入轴512和差速器后输入轴513，差速器输出轴511穿过承载架4并伸出承载架4的上表面，差速器输出轴511的轴端设有万向联轴节514，如图2所示，差速器前输入轴512和差速器后输入轴513分别通过伞齿轮副与前滚轮导靴41和后滚轮导靴42的轮轴连接，当前滚轮导靴41和后滚轮导靴42在导轨1上直线运行时前滚轮导靴41和后滚轮导靴42的速度相同、差速器输出轴511不旋转，当前滚轮导靴41和后滚轮导靴42在导轨1上运行至变角度位置时前滚轮导靴41和后滚轮导靴42的速度产生变化，进而使差速器输出轴511旋转输出动力；变速箱52包括变速箱输入轴521和变速箱输出轴522，变速箱52通过安装在承载架4上平面上的变速箱铰接座523与承载架4上平面铰接安装、且变速箱输出轴522和变速箱输入轴521前后方向设置，变速箱输入轴521通过传动导向套筒524与万向联轴节514连接，差速器输出轴511的旋转可以通过万向联轴节514传递给变速箱输入轴521、进而带动变速箱输出轴522旋转，同时角度变化过程中变速箱输入轴521或万向联轴节514可以沿传动导向套筒524轴向方向上下移动；前滚珠丝杠53竖直设置、包括螺杆和螺母，前滚珠丝杠53的螺杆底端与变速箱输出轴522固定连接、顶端穿过轿厢底座2并通过固定安装在轿厢底座2上的前滚珠丝杠53螺母与轿厢底座2安装连接，变速箱输出轴522旋转动作可带动前滚珠丝杠53的螺杆旋转、进而实现前滚珠丝杠53相对于轿厢底座2上下移动；后滚珠丝杠54竖直设置、包括螺杆和螺母，后滚珠丝杠54的螺杆底端设有轴端旋转机构，轴端旋转机构通过安装在承载架4上平面上的后滚珠丝杠铰接座541与承载架4上平面铰接安装，后滚珠丝杠54的螺杆顶端穿过轿厢底座2并通过固定安装在轿厢底座2上的后滚珠丝杠54螺母与轿厢底座2安装连接，由于滚珠丝杠具有可逆性，因此轿厢底座2带动后滚珠丝杠54空转。

所述的固定支撑杆铰接座31、变速箱铰接座523和后滚珠丝杠铰接座541这三组铰接座中任意其中一组铰接座是固定安装在承载架4上平面上、另外两组铰接座是通过沿前后方向设置的导向机构安装在承载架4上平面上。

本具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯在运行过程中，当运行在导轨1上的没有角度变化的直线段上时，前滚轮导靴41和后滚轮导靴42的速度相同，因此通过差速器前输入轴512和差速器后输入轴513输入差速器51的速度相同，此时差速器输出轴511不旋转；当运行在导轨1上有角度变化的圆弧过度段上时，如图1所示，前滚轮导靴41和后滚轮导靴42的角速度发生变化造成前后轮速度不同，因此通过差速器前输入轴512和差速器后输入轴513输入差速器51的速度不同，此时差速器输出轴511发生旋转输出动力，进而通过万向联轴节514、传动导向套筒524带动变速箱输入轴521旋转，变速箱输入轴521驱动变速箱输出轴522带动前滚珠丝杠53的螺杆旋转，由于前滚珠丝杠53的螺母和后滚珠丝杠54的螺母均固定安装在轿厢底座2上，且固定支撑杆3的下端通过固定支撑杆铰接座31与承载架4上平面铰接安装、变速箱52通过变速箱铰接座523与承载架4上平面铰接安装、后滚珠丝杠54的螺杆底端通过后滚珠丝杠铰接座541与承载架4上平面铰接安装，因此前滚珠丝杠53的螺杆旋转时同步相对于轿厢底座2向下轴向移动，而后滚珠丝杠54的螺杆受到轿厢底座2的反作用力反方向旋转并同步相对于轿厢底座2向上轴向移动，前滚珠丝杠53和后滚珠丝杠54的反向旋转运动使承载架4沿导轨1同步变换角度时变速箱52、固定支撑杆铰接座31和后滚珠丝杠54跟随导轨1的方向与承载架4上平面之间的夹角同步发生变化，角度变化过程中轿厢底座2始终保持水平状态，实现自动调平。

为了使轿厢底座2前后方向均衡受力、进而保证轿厢底座2更好的受力结构，作为本发明铰接座的最佳实施方式，如图1所示，所述的固定支撑杆铰接座31固定安装在承载架4上平面前后方向上的中部位置上，所述的变速箱铰接座523和后滚珠丝杠铰接座541通过沿前后方向设置的导向机构安装在承载架4上平面上，自动调平过程中，变速箱52、固定支撑杆铰接座31和后滚珠丝杠54跟随导轨1的方向与承载架4上平面之间的夹角同步发生变化，同时变速箱铰接座523和后滚珠丝杠铰接座541跟随角度变化在前后方向上沿导向机构在承载架4上平面上前后滑动移动。

为了使轿厢底座2在承载架4变换角度过程中平稳过渡，作为本发明自动调平装置5的一种实施方式，如图3所示，所述的自动调平装置5设置为一套，所述的前滚珠丝杠53的螺母、后滚珠丝杠54的螺母均安装在轿厢底座2左右方向上的中部位置，所述的变速箱铰接座523和后滚珠丝杠铰接座541均对应安装在承载架4左右方向上的中部位置。

为了进一步保证轿厢底座2在承载架4变换角度过程中平稳过渡，作为本发明的进一步改进方案，所述的变速箱52和/或后滚珠丝杠54的轴端旋转机构上设有竖直向上穿过轿厢底座2的导向杆，所述的轿厢底座2上设有与导向杆对应并配合的导向套，角度变换过程中导向杆起到导向作用，进而保证证轿厢底座2在承载架4变换角度过程中平稳过渡。

作为本发明导向杆的一种实施方式，如图3所示，所述的导向杆设置为多件、通过Y形支撑安装在所述的变速箱52和/或后滚珠丝杠54的轴端旋转机构上。

作为本发明自动调平装置5的另一种实施方式，所述的自动调平装置5设置为一套，所述的前滚珠丝杠53的螺母和后滚珠丝杠54的螺母相对于轿厢底座2的上平面对角安装，所述的变速箱铰接座523和后滚珠丝杠铰接座541相对于承载架4的上平面对应对角安装。

作为本发明自动调平装置5的另一种实施方式，所述的自动调平装置5设置为两套，两套自动调平装置5左右方向对称设置。

所述的传动导向套筒524内部可以采用竖直设置的导向键槽结构或花键槽结构，由于后者定位更准确，因此优选后者，即，作为本发明的优选方案，所述的传动导向套筒524是花键套。

本具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯的驱动系统可以采用提升绳靠主机的驱动轮槽的摩擦力驱动的曳引驱动形式、或用链或钢丝绳悬吊的非摩擦方式驱动的强制驱动形式、或靠电力驱动液压泵输送液压油到液压缸直接或间接驱动轿厢的液压驱动形式。

本具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯的自动调平装置5不具有自身动力驱动，仅靠前滚轮导靴41和后滚轮导靴42的速度差产生调平动力，因此结构简单、易于维护；当前滚轮导靴41和后滚轮导靴42因导轨1的角度变化造成前后轮速度不同时差速器输出轴511旋转输出动力，进而通过万向联轴节514、传动导向套筒524带动变速箱输入轴521旋转，变速箱输入轴521驱动变速箱输出轴522带动前滚珠丝杠53的螺杆旋转，前滚珠丝杠53的螺杆旋转时同步相对于轿厢底座2向下轴向移动，而后滚珠丝杠54的螺杆反方向旋转并同步相对于轿厢底座2向上轴向移动，即实现承载架4沿导轨1同步变换角度、而轿厢底座2始终保持水平状态，纯机械结构的自动调平装置也没有设有其他如液压或电控机构等辅助机构，因此机构设置也相对简单、制造成本相对较低，且纯机械机构相对运行稳定、故障率较低，特别适用于需设置斜行电梯的露天场所。

Claims (8)

1.一种具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯，包括驱动系统、导向系统、门系统、轿厢系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统；所述的导向系统包括导轨（1）和导轨支架，导轨（1）前后方向上至少具有一个角度变化；所述的轿厢系统包括轿厢体、轿厢底座（2）、固定支撑杆（3）、承载架（4）和自动调平装置（5），轿厢体固定安装在轿厢底座（2）上端，承载架（4）沿导轨（1）倾斜设置、包括通过连接架安装在底部的前滚轮导靴（41）和后滚轮导靴（42）；其特征在于，

所述的固定支撑杆（3）至少沿左右方向设置为两件，固定支撑杆（3）的上端垂直固定安装在轿厢底座（2）上、下端通过安装在承载架（4）上表面上的固定支撑杆铰接座（31）与承载架（4）上平面铰接安装；

至少设置为一套的所述的自动调平装置（5）包括差速器（51）、变速箱（52）、前滚珠丝杠（53）、后滚珠丝杠（54）；差速器（51）固定安装在承载架（4）前部的底平面上，差速器（51）包括差速器输出轴（511）、差速器前输入轴（512）和差速器后输入轴（513），差速器输出轴（511）穿过承载架（4）并伸出承载架（4）的上表面，差速器输出轴（511）的轴端设有万向联轴节（514），差速器前输入轴（512）和差速器后输入轴（513）分别通过伞齿轮副与前滚轮导靴（41）和后滚轮导靴（42）的轮轴连接；变速箱（52）包括变速箱输入轴（521）和变速箱输出轴（522），变速箱（52）通过安装在承载架（4）上平面上的变速箱铰接座（523）与承载架（4）上平面铰接安装、且变速箱输出轴（522）和变速箱输入轴（521）前后方向设置，变速箱输入轴（521）通过传动导向套筒（524）与万向联轴节（514）连接；前滚珠丝杠（53）竖直设置、包括螺杆和螺母，前滚珠丝杠（53）的螺杆底端与变速箱输出轴（522）固定连接、顶端穿过轿厢底座（2）并通过固定安装在轿厢底座（2）上的前滚珠丝杠（53）螺母与轿厢底座（2）安装连接；后滚珠丝杠（54）竖直设置、包括螺杆和螺母，后滚珠丝杠（54）的螺杆底端设有轴端旋转机构，轴端旋转机构通过安装在承载架（4）上平面上的后滚珠丝杠铰接座（541）与承载架（4）上平面铰接安装，后滚珠丝杠（54）的螺杆顶端穿过轿厢底座（2）并通过固定安装在轿厢底座（2）上的后滚珠丝杠（54）螺母与轿厢底座（2）安装连接；

所述的固定支撑杆铰接座（31）、变速箱铰接座（523）和后滚珠丝杠铰接座（541）这三组铰接座中任意其中一组铰接座是固定安装在承载架（4）上平面上、另外两组铰接座是通过沿前后方向设置的导向机构安装在承载架（4）上平面上。

2.根据权利要求1所述的具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯，其特征在于，所述的固定支撑杆铰接座（31）固定安装在承载架（4）上平面前后方向上的中部位置上，所述的变速箱铰接座（523）和后滚珠丝杠铰接座（541）通过沿前后方向设置的导向机构安装在承载架（4）上平面上。

3.根据权利要求1或2所述的具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯，其特征在于，所述的自动调平装置（5）设置为一套，所述的前滚珠丝杠（53）的螺母、后滚珠丝杠（54）的螺母均安装在轿厢底座（2）左右方向上的中部位置，所述的变速箱铰接座（523）和后滚珠丝杠铰接座（541）均对应安装在承载架（4）左右方向上的中部位置。

4.根据权利要求3所述的具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯，其特征在于，所述的变速箱（52）和/或后滚珠丝杠（54）的轴端旋转机构上设有竖直向上穿过轿厢底座（2）的导向杆，所述的轿厢底座（2）上设有与导向杆对应并配合的导向套。

5.根据权利要求4所述的具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯，其特征在于，所述的导向杆设置为多件、通过Y形支撑安装在所述的变速箱（52）和/或后滚珠丝杠（54）的轴端旋转机构上。

6.根据权利要求1或2所述的具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯，其特征在于，所述的自动调平装置（5）设置为一套，所述的前滚珠丝杠（53）的螺母和后滚珠丝杠（54）的螺母相对于轿厢底座（2）的上平面对角安装，所述的变速箱铰接座（523）和后滚珠丝杠铰接座（541）相对于承载架（4）的上平面对应对角安装。

7.根据权利要求1或2所述的具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯，其特征在于，所述的自动调平装置（5）设置为两套，两套自动调平装置（5）左右方向对称设置。

8.根据权利要求1或2所述的具有变轨机构机械自动调平装置的斜行电梯，其特征在于，所述的传动导向套筒（524）是花键套。