CN107311012A - 可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯，包含轿厢、导轨、井道、同步电机机组、齿轮组、轿厢驱动机构、轿厢换向驱动机构、储厢区，在所述井道中间设有支撑框架以承载所述同步电机机组、齿轮组、轿厢驱动机构等，井道内分为轿厢上行区、轿厢下行区、顶部换向区、底部换向区，其特点是，所述轿厢还包括换向轿厢，轿厢与轿厢驱动机构之间设有挂钩和脱钩机构，还设有中央控制器及与其分别第一位置传感器、第二位置传感器、轿厢门控制装置、延时继电器等，本发明产品通过软件和硬件结合，可以严格控制电梯运行时间和停留时间，大大提高电梯使用率。

Description

可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯

技术领域

本发明属于电梯领域，具体涉及一种可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯。

背景技术

当代城市，工作、生活环境中随处可见电梯，电梯是高层或多层建筑不可

缺少的载人载物工具，它在发挥巨大作用的同时，存在以下诸多不足之处：效率低，一侧是轿厢，另一侧是用来平衡重力的对重；载客量少，同一时间，只有一个轿厢在运行，井道利用率低，而且楼层数量越多，乘客等待时间越长；故障率高，安全系数低，电梯因老旧、钢缆断裂、制动失灵等原因时常有事故发生；受建筑结构影响大，电梯不比其它产品,是需要根据井道定制的，灵活性差；由于现存条件限制，有一些不方便的规定，比如单层停，双层不停，或者低楼层以下不停等。

本方案是在已有电梯技术的基础上发明的，各种位置传感器、程序控制台、同步电机组、齿轮组、轿厢换向机构等，相信能平易地移植过来帮助实现本方案。与本方案最相近的“多轿厢循环电梯”概念虽然也由本人所想到，但已为他人所提出，现主要是借用其概念。如申请号为CN201611035589.4的专利文件公开了一种多轿厢循环电梯，但如何实现，并没能从现有文件中很好体现，另外感觉容易出问题的是，轿厢多了，一个出现迟延或问题就能造成系统的迟延或瘫痪。

发明内容

为了解决现有技术缺陷，本发明提出了一种结构设计合理、安全、高效、便捷的智能电梯，具体技术方案如下：

一种可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯，包含轿厢、导轨、井道、同步电机机组、齿轮组、轿厢驱动机构、轿厢换向驱动机构、储厢区，其中轿厢侧壁开设有轿厢门，所述导轨有两组，分别固定在所述井道内壁上，在所述井道内两组导轨中间设有支撑框架以承载所述同步电机机组、齿轮组、轿厢驱动机构，所述支撑框架与所述导轨将井道分为轿厢上行区和轿厢下行区，所述导轨和支撑框架上方为顶部换向区、下方为底部换向区，所述同步电机机组和齿轮组为所述轿厢提供驱动，所述轿厢换向驱动机构设于所述顶部换向区、底部换向区内，所述储厢区设于所述顶部换向区、底部换向区周围，所述轿厢上行区和轿厢下行区内与建筑物每个楼层对应的水平位置均设有所述轿厢，所述轿厢还包括设于所述顶部换向区、底部换向区内的换向轿厢，所述轿厢与所述轿厢驱动机构之间设有挂钩和脱钩机构，且所述同步电机机组内连有编码器，在所述导轨或井道与建筑物每楼层相同位置处设有第一位置传感器，在所述轿厢上行区与顶部换向区交接处、所述轿厢下行区与底部换向区交接处各设有一组第二位置传感器，在所述轿厢门上设有轿厢门控制装置，一端与所述同步电机机组相连接的延时继电器，还包括作为中央控制中枢的控制器，所述第一位置传感器、第二位置传感器、同步电机机组、延时继电器、轿厢换向驱动机构、挂钩和脱钩机构分别与所述控制器相连；

优选地，所述轿厢驱动机构安装在两个井道的中部，能同时兼顾两个井道的轿厢。

优选地，所述同步电机机组为永磁同步伺服电机驱动轮组，可以实现系统

位置控制、速度控制、转矩和电流控制器等，提高整体控制性能；

优选地，所述轿厢驱动机构为由多条齿条组成的齿条带与齿轮组共同作用，所述轿厢与所述齿条固定在一起，在所述齿条带对侧还设有压轮，起着保障齿条与齿轮啮合良好和固定轿厢的作用，所述轿厢驱动机构也可以设计为链条与齿轮的结合，这时要考虑链条的强度和在其上的挂钩机构实现的难易程度，这可以作为一种备选驱动方式；

进一步地，所述轿厢门包含进口专用门和出口专用门，方便乘客进出有序，这也是本发明电梯能够准时停止、运行的保障之一；

进一步地，如果考虑轿厢驱动力受力均匀，可以在井道对侧再安装一套齿轮组，平衡驱动轿厢（这要综合考虑轿厢的坚固性、结构的复杂性等；

进一步地，轿厢换向由几个环节组成，托起轿厢、脱钩、平移、挂钩、撤掉轿厢托起。把两边驱动齿轮距离展宽，腾出空间让轿厢平移通过是一个注意点；

进一步地，所述电梯外侧设有可装卸通道，借助所述通道连接建筑物，使

本发明电梯可以独立地装配式建造，可以与建筑物更灵活地搭配；

优选地，所述轿厢可以被预先设置为每层/每两层/每三层一停，乘客在停

留楼层进出。

与现有技术相比，本发明可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯具有以

下效果，可以简述为“多、快、省、好（结构新颖、控制灵活、安全性好、新旧兼容、适用性强）”：

1、多：若楼高30层，现有技术中两个井道同时只能运行两个轿厢，而本发明则可同时运行30*2=60个轿厢，与现有技术相比，载客量成倍提升，空间利用率大大提高，一部电梯可以起到现有技术中多部电梯的作用。

2、快：乘客几乎不用等待（等待时间约为电梯每次脉动时间，约1-3秒），随到随上，一门进一门出，加上巨大的载客量，乘坐电梯“抢上”的观念将根本改观；可以通过测重自动检测载客量，根据情况，可以在某一时段由人工或智能减少轿厢数量，设置为每层/每两层/每三层一停，把挂钩、脱钩时间控制在轿厢停止、乘客进出电梯时间（约10秒）内，不另占时间。

3、省：除了上面所述节省空间、节省时间外，本发明轿厢上行区和轿厢下行区的轿厢数量保持相等，自然地起到了现有技术中电梯对重的作用，可以减轻电机负载，节省电力；电梯顺时针环行，过一段时间调整为逆时针环行，这样可以避免长时间链条或轮齿单面磨损，延长使用寿命；挂钩、脱钩机件较少，故障率低，易于维护，节省维修成本。

4、结构新颖：本发明在轿厢上行区和轿厢下行区中部直接安装轿厢驱动机构，不另占空间，简单可靠，特别适合客流量大的商场、医院、办公楼等高层建筑，可以在很大程度上取代自动扶梯(它的运行速度慢，占用空间大，使用维护成本高)。

5、控制灵活：可人工或智能控制，可每层/每两层/每三层停靠，轿厢数量可满可减，可分时段运人或运物，形成多种运行模式适应多种情况。

6、安全性好：井道中部的齿轮组自然起到了平衡控制两侧轿厢的作用，避免了现有技术中钢缆断裂等产生的恶性事故；轿厢通过第一位置传感器、第二位置传感器、轿厢门控制装置实现精准控制，一个不达要求则整个系统不能运行；电梯外设有应急导轨，万一轿厢出了问题，也能快速地从井道移出，减轻对整个系统的影响；不易出现问题，即使出了问题，也容易替换机件。

7、新旧兼容：在井道中另加齿条，使用自带动力的轿厢用齿轮驱动，特殊情况下可以运送货物或快速运送人员（这时其它轿厢放入储厢区，电梯仿现有模式运行）。在磁悬浮电梯技术成熟后，改装成磁悬浮电梯也很方便（这时由齿轮驱动改装成由磁悬浮技术驱动）。

8、适用性强：本发明电梯可以装配式建造，对于旧楼视井道的多少与距离等情况可以考虑改装（距离较远时，用齿轮组实现同样驱动功能，另外加预备轿厢缩短用时、实现换向功能），也可以考虑在楼外侧加装，甚至可以在高楼中间独立安装，使用非常灵活。现在是建筑格局决定电梯设计，本发明的巨大载客量（一部当多部用），以及为各高楼间人员提供的新的便捷交往通道，可以对今后建筑的设计产生反方向的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例中所提到的表征参数用附图来展现，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1是本发明实施例1整体结构示意图；

图2是本发明图1整体结构俯视图；

图3是轿厢正面示意图；

图4是轿厢侧面示意图；

图5是三层轿厢同时换向示意图；

图6是齿轮驱动细节放大图；

图7是电梯独立使用示意图；

图8是本发明产品工作流程框架图。

标号说明：

1-轿厢；11-换向轿厢；2-导轨；3-同步电机机组；4-齿轮组；5-齿条带；6-轿厢换向驱动机构；7-挂钩；8-第二位置传感器；9-通道；10-建筑物；12-电梯；13-压轮；14-换向支撑滑道；15-进门；16-出门；17-楼层。

A-轿厢上行区；B-轿厢下行区；C-顶部换向区；D-底部换向区。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。各实施例中所涉及的材料或设备如无特别说明，均为市售常规材料或设备，所涉及的检测方法如无特别说明，则均为常规方法。

实施例1：如图1-8所示，一种可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯，包含轿厢、导轨、井道、永磁同步伺服电机机组、齿轮组、齿条带、压轮、轿厢换向驱动机构、储厢区，其中轿厢侧壁开设有进口专用门和出口专用门，所述导轨有两组，分别固定在所述井道内壁上，在所述井道内两组导轨中间设有支撑框架以承载所述永磁同步伺服电机机组、齿轮组、轿厢驱动机构，所述支撑框架与所述导轨将井道分为轿厢上行区和轿厢下行区，所述导轨和支撑框架上方为顶部换向区、下方为底部换向区，所述永磁同步伺服电机驱动轮组和齿轮组由设置在每个楼层的同步电机和齿轮组成，为所述轿厢提供驱动，所述轿厢换向驱动机构设于所述顶部换向区、底部换向区内，所述储厢区设于所述顶部换向区、底部换向区周围，所述轿厢上行区和轿厢下行区内与建筑物每个楼层对应的水平位置均设有所述轿厢，所述轿厢还包括设于所述顶部换向区、底部换向区内的换向轿厢，所述轿厢与所述轿厢驱动机构之间设有挂钩和脱钩机构，且所述永磁同步伺服电机驱动轮组内连有编码器，在所述导轨或井道与建筑物每楼层相同位置处设有第一位置传感器，在所述轿厢上行区与顶部换向区交接处、所述轿厢下行区与底部换向区交接处各设有一组第二位置传感器，在所述轿厢门上设有轿厢门控制装置，一端与所述同步电机机组相连接的延时继电器，还包括作为中央控制中枢的控制器，所述第一位置传感器、第二位置传感器、同步电机机组、延时继电器、轿厢换向驱动机构、挂钩和脱钩机构分别与所述控制器相连；在轿厢外设置有人工救助装置，在轿厢内设有安全报警装置，轿厢被预设为每层一停，所述顶部换向区和底部换向区的换向轿厢各为一个。

当轿厢在轿厢上行区顶端时，设为t₀时刻，第二位置传感器感应并将信号

反馈至控制器，控制器控制脱钩机构进行脱钩；在t₀+t₁时间（t₁为乘客进

出时间，约10秒）内，轿厢停止在设定楼层位置，乘客进出电梯，轿厢由轿厢上行区顶端移动到轿厢下行区顶端，第二位置传感器感应并将信号反馈至控制器，控制器控制挂钩机构进行挂钩（轮齿啮合）；在t₀+t₁+t₂时间（t₂为电梯脉动时间，约3秒）内，轿厢由轿厢下行区顶端下移到设定的楼层数，相应地，轿厢上行区的轿厢上移设定的楼层数。

实施例2：本实施例与实施例1不同的是，在每个楼层与井道之间还设有

与所述轿厢门相对应的安全隔离门，所述安全隔离门上设有障碍物感应装置和控制所述安全隔离门开关的隔离门控制装置，并分别与所述控制器相连；轿厢被预设为每三层一停，所述顶部换向区和底部换向区的换向轿厢各为三个。

实施例3：本实施例与实施例2不同的是在所述井道外侧设有可装卸通道，借助所述通道，本发明产品可独立装配式建造，然后服务于建筑物。

本发明产品通过软件和硬件的结合，实现电梯运行时间和停留时间可控，排除人为操作因素带来的时间不确定，大大提高电梯的使用效率，节约乘客等待时间，更符合当下人们工作、生活节奏对时间的高要求，尤其适合客流量大的商场、医院、办公楼等高层建筑，可以商场等里面的自动扶梯（自动扶梯运行速度慢、占用空间大、使用维护成本高。）

多轿厢环行电梯不仅要产品自身高效安全可靠，也对乘客的素质、乘坐的规则提出了很高的要求。方案再好，它的服务对象是人。一个人的拖延会造成整个系统的延时，对不遵守规则的纵容会造成整个系统的失效。为更好实现功能，井道、轿厢等多用透明材料制造，便于及时发现安全隐患轿厢内有按钮，但主要为异常情况发生后让乘客报警，电梯运行模式由系统控制。轿厢停到位后，有倒计时提示音提醒乘客快进快出。轿厢关门后，由里面的人扫视无明显问题，按下“安全”绿键通知电梯控制台（轿厢内设有监控），所有轿厢都“安全”后电梯即运行。

此外，需要说明的是，凡依本发明专利构思所述的原理所做的等效或简单变化，均包括在本发明专利的保护范围内，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯，包含轿厢、导轨、井道、同步电机机组、齿轮组、轿厢驱动机构、轿厢换向驱动机构、储厢区，其中轿厢侧壁开设有轿厢门，所述导轨有两组，分别固定在所述井道内壁两侧上，在所述井道内两组导轨中间设有支撑框架以承载所述同步电机机组、齿轮组、轿厢驱动机构，所述支撑框架与所述导轨将井道分为轿厢上行区和轿厢下行区，所述导轨和支撑框架上方为顶部换向区、下方为底部换向区，所述同步电机机组和齿轮组为所述轿厢提供驱动，所述轿厢换向驱动机构设于所述顶部换向区、底部换向区内，所述储厢区设于所述顶部换向区、底部换向区周围，其特征在于，所述轿厢上行区和轿厢下行区内与建筑物每个楼层对应的水平位置均设有所述轿厢，所述轿厢还包括设于所述顶部换向区、底部换向区内的换向轿厢，所述轿厢与所述轿厢驱动机构之间设有挂钩和脱钩机构，且所述同步电机机组内连接有编码器，在所述导轨或井道与建筑物每楼层相同位置处设有第一位置传感器，在所述轿厢上行区与顶部换向区交接处、所述轿厢下行区与底部换向区交接处各设有一组第二位置传感器，在所述轿厢门上设有轿厢门控制装置，一端与所述同步电机机组相连接的延时继电器，还包括作为中央控制中枢的控制器，所述第一位置传感器、第二位置传感器、同步电机机组、延时继电器、轿厢换向驱动机构、挂钩和脱钩机构分别与所述控制器相连。

2.根据权利要求1所述的可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯，其特征在于，所述轿厢驱动机构安装在两个井道的中部，能同时兼顾两个井道的轿厢。

3.根据权利要求1所述的可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯，其特征在于，所述同步电机机组为永磁同步伺服电机驱动轮组。

4.根据权利要求1所述的可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯，其特征在于，所述轿厢驱动机构为由多条齿条组成的齿条带，在所述齿轮组对侧还设有压轮，对所述齿条带起限定作用。

5.根据权利要求1-4任一项所述的可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯，其特征在于，电梯可以独立地装配式建造，其外侧设有可装卸通道，可灵活用于周围建筑物。

6.根据权利要求1-4任一项所述的可独立使用齿轮驱动多轿厢环行智能电梯，其特征在于，所述轿厢被设置为每层/每两层/每三层一停。