CN1068297C - 自动扶梯的终端导轨系统 - Google Patents

Abstract

扶梯终端导轨系统包括有台阶前滚轴和台阶后滚轴的扶梯台阶，用于导引此台阶前滚轴的上导轨，用于导引台阶后滚轴的下导轨，半圆形内壁和外壁，它们通过一侧平面彼此连接，在扶梯台阶改变行进水平的弯曲部位和下导轨的弯曲部相接连，为导引台阶后滚轴通过两层壁间的通道，贴于半圆形外壁的缓冲垫减轻由行进的台阶后滚轴造成的冲击。该终端导轨系统减轻由台阶后滚轴造成的冲击，从而降低了台阶的脉动或振动，延长了台阶后滚轴和终端导轨的寿命。

Description

自动扶梯的终端导轨系统

本发明涉及一种自动扶梯，更具体地说是涉及到一个经改进的可以使台阶后滚轴通过终端导轨系统形成的通道时产生的冲击引起的噪声和振动最小的扶梯终端导轨系统。

如图1和图2所示，一部常规扶梯包括：一对沿着预定轨迹单向运动的扶手导轨1；一个用来输送乘客的阶梯单元2；以及一个用来驱动扶手导轨1和阶梯单元2的机械组合件3。

机械组合件3包括：一个由马达4，减速器5，传动带6，传动链轮7，第一终端齿轮8，第二终端齿轮11，驱动轴12和终端导轨13组成的驱动单元；一个由若干台阶9，台阶链10，台阶后滚轴15和台阶前滚轴14所组成的运动单元。

参见图3和图4，终端导轨13由半圆形内壁18和半圆形外壁19构成，其中内壁18的终点部位与下导轨17的上部终点位置相连。

如此组合的终端导轨系统为台阶后滚轴15导向，不再有额外的装置消除或减轻噪音和振动，对此通常采用的方法仅仅是对终端导轨13提供精确的制造，以使内壁18和外壁19之间保持一个台阶后滚轴15通过的最小的距离来缓解上升冲击。

现在描述一下这样构成的扶梯的运行。

首先，机械组合件3中的马达4产生的动力传送至减速器5。相应于和减速器5相连接的链轮7的驱动，传动链6也被带动了。与驱动链轮7同轴的第一终端齿轮8带动与在第一终端齿轮8和第二终端齿轮11之间循环的台阶9相连的台阶链10。

这里，台阶前滚轴14沿着上导轨16运动，台阶后滚轴15沿着下导轨17运动，所以当台阶9到达扶梯的上或下端部位置时，台阶后滚轴15就沿着终端导轨13所形成的通道旋转。

特别地，如图4所示，在扶梯的上或下端部位置，台阶前滚轴14旋转并和终端齿轮8相啮合，台阶后滚轴15沿着弯曲的终端导轨13旋转。这时，台阶后滚轴15是与内壁18的外表面相接触运行的，当台阶后滚轴15到达通向终端导轨13的曲面部位时，台阶后滚轴15就开始旋转，并且和外壁19的内表面紧密接触。

但是，上面所描述的常规终端导轨13有一个缺点，那就是在扶梯运行的过程中，台阶后滚轴15在扶梯的上端部和下端部位置时，撞击外壁19的内表面，从而产生了严重的噪音和振动。

这种由冲击产生的噪音和振动成为常规技术待解决的最严重的问题之一，尽管一直在做努力克服这个缺点，噪音和振动仍旧存在着。

近些年来，在致力于揭示噪音和振动产生原因的努力中，实行一种噪音测量实验，它采用一种考虑所有可能产生噪音的因素的Taguchi实验方法。

图5显示了在Taguchi方法下，各种噪音产生因素的影响，图中某一因素的斜度越陡，它对抑制噪音出现的作用也越大。

该实验显示了当台阶9在扶梯上端部和下端部旋转时产生噪音和振动的原因与终端导轨13直接有关。同时，也证明了图5中所示的“C”因素与仅由台阶后滚轴15撞击所产生的撞击噪音和振动的增加与减少有关。

在这里，使用红铅粉来揭示由于终端导轨13受撞击所产生的噪音的机制和位置，如图6所示，台阶后滚轴15沿着终端导轨13的内壁18的外表面运动，从内壁18的外表面的曲线开始点B偏离。接着，台阶后滚轴15撞到终端导轨13的外壁19的内表面上的A处(大约位于从内壁18的水平面延伸出的假想线向上45°左右)，然后旋转并沿着终端导轨13的外壁19的内表面运动。

台阶后滚轴15起初不是和从位置B延伸出的假想线相对应的外壁19的内表面的位置相接触，而是与比从位置B延伸出的假想线稍高处的外壁19的内表面相接触，这是由于台阶前滚轴14和终端齿轮8一起被向前驱动并且当台阶9被抬高时产生了驱动力的缘故。而且，根据由终端导轨13导向的台阶后滚轴15的循环运动的实验结果，可以看出压力和撞击对终端导轨13的外壁19有很大的影响。

由于台阶后滚轴15的循环是持续的，台阶后滚轴15也就持续地撞击终端导轨13的位置A，从而产生了严重的噪音和振动。

并且，沿着普通终端导轨13′运动的台阶后滚轴15由曲面起始点B弹向外壁19的位置A，而不是沿着终端导轨13的半圆形内壁18继续运动。

总之，一部自动扶梯的普通终端导轨系统存在的几个缺点在于：当台阶后滚轴15每次撞击到位置A时将产生很大的噪音；每次台阶后滚轴15以平均0.8秒/阶的平均速率撞击到位置A，如此幅度的脉动增加了台阶9的振动；台阶后滚轴15和终端导轨13之间相互直接碰撞，因而使得他们的寿命降低；外壁19的内表面越粗糙，产生的噪音越大；为了降低由于台阶后滚轴15撞击到位置A处产生的噪音和振动，半圆的内壁18和外壁19之间的距离可以通过精确的制造来得到，从而增加了成本，降低了制造和组装的生产率。

因此，本发明的首要目的是为自动扶梯提供一个可以减少由于台阶后滚轴撞击所产生的噪音和振动的终端导轨系统。

本发明的第二个目的是为自动扶梯提供一个可以减轻扶梯台阶振动的终端导轨系统。

本发明的第三个目的是为自动扶梯提供一个可以延长台阶后滚轴和终端导轨寿命的终端导轨系统。

本发明的第四个目的是为自动扶梯提供一个方便终端导轨制造和组装到扶梯上的从而提高生产率，降低成本的终端导轨系统。

为了达到上述目的，根据本发明提供的自动扶梯的终端导轨系统，它包括一个具有台阶前滚轴和台阶后滚轴的扶梯台阶，一条用于导引台阶前滚轴的上导轨，一条用于导引台阶后滚轴的下导轨，一个半圆形内壁和一个半圆形外壁；它们通过一侧平面彼此相连并与下导轨的弯曲部连接，在下导轨的该弯曲部位，扶梯台阶改变了行进水平，以引导台阶后滚轴通过两层壁面间形成的通道，一个缓冲垫贴于半圆形外壁以减轻由行进的台阶后滚轴造成的冲击。

另外，为了达到上述目的，根据本发明提供的一种自动扶梯的终端导轨系统包括：一个带有台阶前滚轴和台阶后滚轴的扶梯台阶；一条用于导引台阶前滚轴的上导轨；一条用于导引台阶后滚轴的下导轨；一半圆形内壁和一半圆形外壁，它们通过一侧平面彼此连接，并且在扶梯台阶改变行进水平的弯曲部位和下导轨的该弯曲部相连接，以导引台阶后滚轴通过两层壁间的通道，其中该半圆形外壁的圆周部分向外扩张，半圆形内壁的圆周部分向内缩进，从而半圆形内壁和外壁各自的弯曲部分之间的距离加大，以减轻由行进的台阶后滚轴造成的冲击。

图1是常规扶梯的内部和外部结构的局部剖开的透视图；

图2是一部常规扶梯的台阶驱动状态的截面图；

图3是根据常规技术的扶梯的终端导轨装置的透视图；

图4是根据常规技术的终端导轨和导轨的组合示意图；

图5是根据常规技术的扶梯按照Taguchi实验方法所得到的S/N比结果和噪音产生因素的影响的曲线图；

图6是常规扶梯运行过程中，台阶后滚轴通过终端导轨运动时的轨迹图；

图7是根据本发明的第一实施例的终端导轨结构的截面图；

图8是按照本发明的扶梯在运行过程中，台阶后滚轴通过终端导轨时的轨迹示意图；

图9是根据本发明的第二实施例的终端导轨结构的截面图；

图10A是根据常规技术的扶梯的噪音测量结果曲线图；

图10B是根据本发明的扶梯的噪音测量结果曲线图，从而与常规技术的结果相比较，可以发现在常规终端导轨和按照本发明的终端导轨两者间结构性的差别；

图11A是根据本发明的第三实施例的终端导轨的截面图；

图11B是根据本发明的第三实施例的终端导轨的缓冲垫的透视图；

图12是采用图11A中的终端导轨结构的扶梯在运行过程中，台阶后滚轴通过终端导轨时的轨迹示意图；

图13到16是根据本发明在图11A中变换缓冲垫所得到的各个透视图；

参照附图，现在描述根据本发明的扶梯终端导轨系统。

图7是根据本发明的第一实施例的终端导轨结构截面图，图8是根据本发明的第一实施例的扶梯在运行过程中，台阶后滚轴通过终端导轨时的轨迹示意图。如其中所示，在按照本发明在终端导轨13′中，半圆形内壁18′和半圆形外壁19′间的通道比常规的要宽。

本发明的机构可以通过详细描述扶梯上部的部件组装来说清楚。

台阶前滚轴14沿着终端齿轮8旋转，台阶后滚轴15沿着终端导轨13′运动，所以当台阶前滚轴14沿着与终端齿轮8相一致的预定轨道旋转时，半圆形内壁18′和外壁19′之间形成的通道比常规技术的宽，其中外壁19′的圆周部分向外扩张，半圆形内壁18′的圆周部分向内缩进，从而被加宽的通道使台阶后滚轴15沿着终端导轨13′方便地运动。

这里，半圆形内壁18′和半圆形外壁19′的曲率是相同的，所以半圆形内壁18′的曲率中心朝下导轨17的向上运动的方向移动。外壁19′的曲率与内壁18′相同，其曲率中心向导轨17相反的方向移动。

相应于半圆形内壁18′和外壁19′之间的距离被加宽，作用到外壁19′的内表面上的冲击减小了，从而振动和噪音也减轻了。另外，在按照本发明的终端导轨13′的制造过程中，不需要精确地形成间距的过程。

同时，台阶后滚轴15沿着终端导轨13′的半圆形内壁18′的外表面运行，从半圆形内壁18′的曲面部位B偏离。外壁19′的曲面部分A是经过选择的以最适宜减轻发生在那里的噪音和振动。这时，位于从半圆形内壁18′的平面延伸出的假想线向上45°左右处的位置被作为撞击中心。一个由诸如聚氨酯等的混合物形成的缓冲垫20贴于外壁19′的内表面的一定部位，其中外壁19′的内表面的该部位位于从部位B的偏离点和部位A的冲击中心的假想连线开始向上30°和向下90°的范围内。缓冲垫20可以厚于或等于或薄于外壁19′。

现在说明根据本发明的终端导轨的系统的运行。

台阶前滚轴14和后滚轴15分别沿着上导轨16和下导轨17运动，在扶梯的上部，台阶后滚轴14沿着终端导轨13′旋转。台阶前滚轴15与终端齿轮8嵌合旋转。这里，台阶后滚轴15沿着终端导轨13′旋转。当通过终端导轨13′的轨道时，台阶后滚轴15沿着半圆形内壁18′的上表面运动，从部位B偏离，同时撞击到外壁19′的部位A上。台阶后滚轴15沿着终端导轨13′旋转时产生的冲击被缓冲垫20吸取。

结果，有助于作用到外壁19′的内表面上的压力和冲击通过半圆形内壁18′和外壁19′之间被加宽了的距离时的减小，并且通过贴附于外壁19′的内弯曲面上的缓冲垫20对撞击的充分吸收，防止了噪音和振动的产生。

参照图9所示本发明的第二实施例，缓冲垫20形成在外壁19′的整个下内表面上，或者同时形成于半圆形内壁18′的外表面和外壁的内表面。

图10A是根据常规技术的扶梯的噪音测量结果曲线图，图10B是根据本发明的扶梯的噪音测量结果曲线图，将该结果与使用常规技术的相比，可以发现在常规终端导轨和根据本发明的终端导轨两者间结构性的差别。如其中所示，71分贝的普通噪音电平大约被减少了5分贝，达到66.2分贝。作为参考，每3分贝的噪音电平降低量减少一半噪音电平。

参照图11所示的本发明的第三实施例，外壁19′的内表面部分A上的一点，位于从半圆形内壁18′的平面延伸出的假想线向上45°处被定为撞击中心，其中缓冲垫30贴于外壁19′的内表面上，它位于从撞击中心向上30°到从半圆形内壁18′的平表面延伸出的假想线的平面之间。

缓冲垫30的中间部分比边缘部分厚。缓冲垫30呈月牙状，包括一个带状部分40和至少一对便于带状部分40安装到外壁19′上的突起50，其中突起50安装于外壁19′上的孔(未显示)中。

弯曲的缓冲垫30可以克服台阶后滚轴15撞击时产生的剪应力。

参照图12所显示的采用图11A中的终端导轨结构的扶梯在运行中台阶后滚轴通过终端导轨运动时的轨迹图，现在说明按照本发明第三实施例组成的扶梯终端导轨系统的运行。

台阶前滚轴14沿着终端齿轮8旋转，台阶后滚轴15沿着终端导轨13′运动，以便当台阶前滚轴14沿着终端导轨13′的曲率旋转时，台阶后滚轴15沿着半圆形内壁18′的上表面运动。台阶后滚轴15在曲面部分B旋转，产生的冲击被贴于位置A的缓冲垫30充分缓解。这时，台阶后滚轴15的轨道保持不变，台阶后滚轴15被终端导轨13′的缓冲垫30适当地缓冲了，从而防止了噪音和振动的产生。

如图13至16所示，根据本发明还提供了多个改型的终端导轨缓冲垫30。

参见图13，缓冲垫30有一个形成于带状部分40的内表面上的缓冲带41，使得在缓冲带41和带状部分40之间形成一水平开口42来减轻冲击。参见图14，带状部分40和缓冲带43分别具有向外的凸面形状因此形成了中心开口44，从而得到两层的缓冲垫30。如图15所示，在带状部分40和缓冲带43之间形成有许多垂直支撑45，这些垂直支撑45用来缓冲和支持缓冲带43。另外，如图16中所示，在带状部分40的内表面上形成有许多半球形凸起物40a，用于减轻冲击。

因此，本发明的终端导轨的缓冲垫30吸收了台阶后滚轴15产生的撞击，并且明显地减轻了相应于台阶后滚轴15的撞击而产生的噪音和振动。

如上所述，本发明的扶梯终端导轨系统减轻了台阶后滚轴15导致的撞击，因而脉动或振动被减轻，台阶9的振动也相应地被明显减轻，从而延长了台阶后滚轴15和终端导轨13′的寿命。

另外，本发明的终端导轨系统满足各种设计条件，所以不论半圆形内壁与外壁之间的尺寸差别和半圆形内、外壁的表面粗糙度如何，都不产生噪音。

除此以外，本发明不需要精确的组装工作，从而明显地提高了生产率。

Claims (10)

1．一种自动扶梯的终端导轨系统包括：

一个带有台阶前滚轴和台阶后滚轴的扶梯台阶；

一条用于导引台阶前滚轴的上导轨；

一条用于导引台阶后滚轴的下导轨；

一半圆形内壁和一半圆形外壁，它们通过一侧平面彼此连接，并且在扶梯台阶改变行进水平的曲线部位和下导轨的弯曲部相接合，以导引台阶后滚轴通过两层壁间的通道；

一个贴于半圆形外壁的缓冲垫，以减轻由行进的台阶后滚轴造成的冲击。

2．根据权利要求1所述的终端导轨系统，其特征在于，台阶后滚轴的冲击点位于从半圆形内壁的平面延伸出的假想线向上45°间隔的半圆形外壁的下表面处，缓冲垫贴于半圆形外壁的下表面上由冲击点向上30°和向下90°之间。

3．根据权利要求1所述的终端导轨系统，其特征在于，缓冲垫贴于半圆形外壁的整个下表面，或者位于半圆形外壁的整个下表面和半圆形内壁的整个上表面。

4．根据权利要求1所述的终端导轨系统，其特征在于，缓冲垫安装在半圆形外壁的下表面上曲线开始点和与从半圆形内壁的平面延伸出的假想线的相交点之间。

5．根据权利要求4所述的终端导轨系统，其特征在于，缓冲垫包括：

一个具有拱形截面的凸面带状部分；

凸面带状部分的外表面上至少有一对凸起，这些凸起被插入半圆形外壁的相应位置处固定。

6．根据权利要求5所述的终端导轨系统，其特征在于，在凸面带状部分的内表面上形成有多个半球形凸起物以减轻由台阶后滚轴所造成的冲击。

7．根据权利要求5所述的终端导轨系统，其特征在于，在向下凸的带状部分和向上凸的缓冲带之间，形成一水平开口，由此减轻由台阶后滚轴造成的冲击。

8．根据权利要求5所述的终端导轨系统，其特征在于，一个水平开口形成于向下凸的缓冲带和向下凸的带状部分之间，以减轻由台阶后滚轴造成的冲击。

9．根据权利要求8所述的终端导轨系统，其特征在于，在水平开口中形成有多个垂直支撑，用于支持缓冲带。

10．一种自动扶梯的终端导轨系统包括：

一个带有台阶前滚轴和台阶后滚轴的扶梯台阶；

一条用于导引台阶前滚轴的上导轨；

一条用于导引台阶后滚轴的下导轨；

一半圆形内壁和一半圆形外壁，它们通过一侧平面彼此连接，并且在扶梯台阶改变行进水平的弯曲部位和下导轨的该弯曲部相连接，以导引台阶后滚轴通过两层壁间的通道，其中该半圆形外壁的圆周部分向外扩张，半圆形内壁的圆周部分向内缩进，从而半圆形内壁和外壁各自的弯曲部分之间的距离加大，以减轻由行进的台阶后滚轴造成的冲击。

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