CN108116966A - 螺旋升降电梯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺旋升降电梯，包括支撑立柱、轿厢、螺旋导轨、限位导轨、驱动机构以及对重，螺旋导轨呈螺旋状延伸，支撑立柱安装在螺旋导轨的外壁上，限位导轨朝向螺旋导轨的轴心方向地安装在支撑立柱上，驱动机构与轿厢连接，并且驱动机构可滚动地与螺旋导轨配合，对重与轿厢连接，轿厢具有轿门和导靴，轿门位于轿厢的侧面，导靴设置在轿厢的外侧，导靴可滚动地与限位导轨配合，螺旋导轨的螺距大于轿门的高度，螺旋导轨的螺旋升角小于45度。轿厢采用螺旋式推进，螺旋导轨既能限制轿厢竖直移动，又在垂直方向对轿厢起支撑作用，轿厢在升降的过程更为平稳，不会出现过大的加速度，避免了电梯坠落事故的发生，对乘客具有极高的安全性。

Description

螺旋升降电梯

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，尤其是涉及一种螺旋升降电梯。

背景技术

电梯是指服务于建筑物内若干特定的楼层，其轿厢运行在至少两列垂直于水平面或与铅垂线倾斜角小于15°的刚性轨道运动的永久运输设备。电梯也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动扶梯或自动人行道。服务于规定楼层的固定式升降设备。垂直升降电梯具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间，轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。

现代电梯主要由曳引机（绞车）、导轨、对重装置、安全装置(如限速器、安全钳和缓冲器等)、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成，这些部件分别安装在建筑物的井道和机房中。通常采用钢丝绳摩擦传动，钢丝绳绕过曳引轮，两端分别连接轿厢和平衡重，电动机驱动曳引轮使轿厢升降，其中导轨为两根与地面垂直的平行T型钢，用于限制轿厢的水平晃动。电梯要求安全可靠、输送效率高、平层准确和乘坐舒适等，现在载人电梯都是微机控制的智能化、自动化设备，不需要专门的人员来操作电梯，普通乘客只要按下列程序乘坐和操作电梯即可。但是，由于曳引机（绞车）故障导致轿厢下坠造成伤亡人员的事故时常发生。现有升降电梯无论钢丝绳断裂还是曳引轮磨损导致钢丝绳打滑引发的电梯坠落事故，在轿厢坠落的过程中，导轨是提供不了任何垂直方向的支撑力，从而使轿厢坠落的加速度改变过快，对人群造成危及生命的事故。

发明内容

为了实现本发明的主要目的，本发明提供一种结构新颖、性能安全稳定且节能的螺旋升降电梯。

为了实现本发明的主要目的，本发明提供一种螺旋升降电梯，包括支撑立柱、轿厢、螺旋导轨、限位导轨、驱动机构以及对重，螺旋导轨呈螺旋状延伸，支撑立柱安装在螺旋导轨的外壁上，限位导轨朝向螺旋导轨的轴心方向地安装在支撑立柱上，驱动机构与轿厢连接，并且驱动机构可滚动地与螺旋导轨配合，对重与轿厢连接，轿厢具有轿门和导靴，轿门位于轿厢的侧面，导靴设置在轿厢的外侧，导靴可滚动地与限位导轨配合，螺旋导轨的螺距大于轿门的高度，螺旋导轨的螺旋升角小于45度。

由此可见，支撑立柱用于固定螺旋导轨，防止螺旋导轨在承重后产生变形。螺旋导轨的螺距大于轿门的高度，防止螺旋导轨阻挡乘客和货物进出轿厢。螺旋导轨的螺旋升角小于45度，使得驱动机构与螺旋导轨的配合更具有足够的附着力，大大降低螺旋升降电梯的坠落事故的发生，使螺旋升降电梯的性能更加安全稳定。对重与轿厢连接，以减轻螺旋升降电梯的控制机构的启动转矩，大大减小螺旋升降电梯上行或者下行时所需的机械能，从而实现螺旋升降电梯的节能目标。轿厢采用螺旋式推进，轿厢提升的动力由在螺旋导轨上滚动的驱动机构来提供，相比普通直线导轨只限制轿厢竖直位移，螺旋导轨既能像直线导轨一样限制轿厢竖直移动，又可以在垂直方向对轿厢起支撑作用，轿厢在上升和下降的过程更为平稳，不会出现过大的加速度，避免了电梯坠落事故的发生，且对人体的超重、失重承受能力的要求较低，适于小孩或心脏病患者使用，对乘客具有极高的安全性。

更进一步的方案是，驱动机构包括承载机构、控制部以及驱动部，承载机构与轿厢连接，控制部和驱动部分别安装在承载机构上，控制部控制驱动部在螺旋导轨上滚动。

更进一步的方案是，控制部为电机，驱动部为驱动轮或无动力承重轮。

更进一步的方案是，承载机构与轿厢通过轴承连接，轿厢与承载机构间可作相对旋转运动。

更进一步的方案是，螺旋升降电梯还包括可绕其轴线旋转的滑轮，对重通过绳带与轿厢连接，对重位于螺旋导轨的外部，绳带与滑轮的外壁配合。

更进一步的方案是，承载机构位于轿厢的上方，绳带与轿厢的上方连接。

更进一步的方案是，承载机构位于轿厢的下方，绳带与轿厢的下方连接。

更进一步的方案是，驱动部的数量为两个，两个驱动部位于不同水平面上且关于轿厢的轴线形成中心对称。

更进一步的方案是，两个驱动部在轴向之间的距离为螺旋导轨的螺距的一半。

由此可见，两个驱动部在轴向之间的距离为螺旋导轨的螺距的一半，减小驱动部在螺旋导轨上滚动的滚动摩擦阻力，从而实现螺旋升降电梯的节能目标，并且能更好地提升驱动部在螺旋导轨上滚动的顺畅性，同时加强对轿厢的支撑作用，轿厢在上升和下降的过程更为平稳，避免了电梯坠落事故的发生。

更进一步的方案是，螺旋导轨的截面为圆形、方形、角形、凹槽形中的一种。

附图说明

图1是本发明螺旋升降电梯实施例与建筑物配合的结构图。

图2是本发明螺旋升降电梯第一实施例的结构图。

图3是本发明螺旋升降电梯第一实施例的第一局部结构图。

图4是本发明螺旋升降电梯第一实施例的第二局部结构图。

图5是本发明螺旋升降电梯第二实施例的第一视角结构图。

图6是本发明螺旋升降电梯第二实施例的第二视角结构图。

图7是本发明螺旋升降电梯第二实施例中驱动部的结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

螺旋升降电梯第一实施例：

参见图1，螺旋升降电梯2安装在多层建筑1的竖直电梯井内，螺旋升降电梯2的轿厢23可在多层建筑1的各个楼层间做竖直上下运行，轿厢23用于乘人或载运货物。

参见图2至图4，螺旋升降电梯2包括支撑立柱21、轿厢23、螺旋导轨22、限位导轨25、驱动机构、对重212以及可绕其轴线旋转的滑轮211，螺旋导轨22呈螺旋状竖直延伸，螺旋导轨22的截面为圆形、方形、角形、凹槽形中的一种。支撑立柱21安装在螺旋导轨22的外壁上，本实施例支撑立柱21的数量为两根，两根支撑立柱21分别以螺旋导轨22的轴线对称地安装在螺旋导轨22的外壁上，支撑立柱21用于固定螺旋导轨22，防止螺旋导轨22在承重后产生变形。限位导轨25朝向螺旋导轨22的轴心方向地安装在支撑立柱21上，本实施例两根支撑立柱21上均安装有朝向螺旋导轨22的轴心方向的限位导轨25，一根支撑立柱21上还可安装有多个限位导轨25。驱动机构与轿厢23连接，并且驱动机构可滚动地与螺旋导轨22配合，轿厢23具有轿门24和导靴26，轿门24位于轿厢23的侧面，轿门24的数量可为一个或两个抑或多个，当轿门24的数量为两个时，即轿厢23具有进门的轿门和出门的轿门。导靴26设置在轿厢23的外侧，导靴26可滚动地与限位导轨25配合，本实施例导靴26的数量为四个，两个导靴26位于轿厢23的上方，另外两个导靴26位于轿厢23的下方，且两个导靴26以轿厢23的轴线对称布置。

螺旋导轨22的螺距大于轿门24的高度，防止螺旋导轨22阻挡乘客和货物进出轿厢23，本实施例中，螺距是相邻两圈中心的轴向距离。螺旋导轨22的螺旋升角小于45度，使得驱动机构与螺旋导轨22的配合具有足够的附着力，降低螺旋升降电梯2的坠落事故的发生，本实施例中，螺旋升角是螺旋的中径展开的圆周线与螺旋线的夹角。螺旋导轨22可以是整体钢材盘卷一体成型，也可以分段拼接而成。本实施例螺旋导轨22为矩形钢管，优选地，螺旋导轨22的内径为2000毫米，螺旋导轨22的螺距为3000毫米，本实施例中，内径为螺旋导轨22的内圆的直径。

驱动机构包括承载机构29、控制部28以及驱动部27，承载机构29位于轿厢23的上方，控制部28和驱动部27分别安装在承载机构29上，控制部28控制驱动部27在螺旋导轨22上滚动。本实施例控制部28为电机，驱动部27为驱动轮或无动力承重轮，电机控制驱动轮或无动力承重轮在螺旋导轨22上滚动。驱动部27的数量为两个，两个驱动部27位于不同水平面上且关于轿厢23的轴线形成中心对称，且两个驱动部27在轴向之间的距离为螺旋导轨22的螺距的一半。对重212通过绳带210与轿厢23连接，以减轻螺旋升降电梯2的控制机构的启动转矩。绳带210与轿厢23的上方连接，对重212位于螺旋导轨22的外部，绳带210与滑轮211的外壁配合，绳带210具体为钢丝绳或钢带。本实施例滑轮211的数量为两个，两个滑轮211并排设置地位于支撑立柱21的上方。可在轿厢23的顶部或底部配置超级电容（未标示），在螺旋导轨22的轨道顶部、顶部以及每个楼层全部或部分安装充电接头，充电接头为超级电容充电。

控制部28控制驱动部27在螺旋导轨22上滚动，进而带动轿厢23竖直上下移动。当轿厢23到达指定楼层后，控制部28停止驱动轴旋转，并打开轿厢23的轿门24，进而完成乘客和货物的运载。相较于传统的电梯，本发明中的轿厢23采用螺旋式推进，轿厢23提升的动力由在螺旋导轨22上旋转的驱动部27来提供，相比普通直线导轨只限制轿厢23竖直位移，螺旋导轨22既能像直线导轨一样限制轿厢23竖直移动，又可以在垂直方向对轿厢23起支撑作用，轿厢23在上升和下降的过程更为平稳，不会出现过大的加速度，避免了电梯坠落事故的发生，且对人体的超重、失重承受能力的要求较低，适于小孩或心脏病患者使用，对乘客具有极高的安全性。

螺旋升降电梯第二实施例：

作为对本发明螺旋升降电梯第二实施例的说明，以下仅对与螺旋升降电梯第一实施例的不同之处进行说明。

参见图5至图7，承载机构29位于轿厢23的下方，绳带210与轿厢23的下方连接。承载机构29具有一框架，轿厢23位于该框架内，该框架通过第一轴承213分别与轿厢23的上下方连接，因此轿厢23与承载机构29间可作相对旋转运动，轿厢23相对电梯井是没有作相对旋转运动。两个滑轮211并排设置地位于支撑立柱21的下方，本实施例支撑立柱21的数量为四根，四根支撑立柱21分别通过连杆与螺旋导轨22连接固定，并且控制部28通过第二轴承214与驱动部27连接并控制驱动部27在螺旋导轨22上滚动。

安装在承载机构29上的驱动部27沿着螺旋导轨22进行螺旋式升降，轿厢23相对承载机构29可旋转运动，因此轿厢23在垂直升降移动的同时也绕螺旋导轨22的轴线旋转运动，承载机构29上装有驱动电机（未标示）使轿厢23与承载机构29相对旋转，这样可使轿厢23具有进门的轿门和出门的轿门，且进门的轿门和出门的轿门的朝向不一样，有效节约了电梯井的占用空间，提高了螺旋升降电梯2的载客、运输效率，实现了运输的分段控制。

除了上述的第一实施例和第二实施例所记载的方案，本发明还有更多的变化，例如：驱动部27的数量可以只有一个，也可以有两个或者更多；每个驱动部27可以由电机直接驱动控制，也可以由一个电机通过传动机构带动多个驱动部27同步转动；驱动部27在螺旋导轨22上分布形式可以水平对置，也可以成一定角度放置；驱动部27可以全部布置在轿厢23的上方或者下方，抑或轿厢23上、下方均布置有驱动部27；轿厢23不旋转，只做垂直升降运动，承载机构29沿螺旋导轨22进行螺旋式升降，螺旋导轨22绕其轴线旋转，轿厢23设有前后门，一进一出，同时旋转承载机构29和螺旋导轨22以避免进出时螺旋导轨22阻挡进出通道。

以上实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.螺旋升降电梯，其特征在于：

包括支撑立柱、轿厢、螺旋导轨、限位导轨、驱动机构以及对重，所述螺旋导轨呈螺旋状延伸；

所述支撑立柱安装在所述螺旋导轨的外壁上，所述限位导轨朝向所述螺旋导轨的轴心方向地安装在所述支撑立柱上；

所述驱动机构与所述轿厢连接，并且所述驱动机构可滚动地与所述螺旋导轨配合，所述对重与所述轿厢连接；

所述轿厢具有轿门和导靴，所述轿门位于所述轿厢的侧面，所述导靴设置在所述轿厢的外侧，所述导靴可滚动地与所述限位导轨配合；

所述螺旋导轨的螺距大于所述轿门的高度，所述螺旋导轨的螺旋升角小于45度。

2.根据权利要求1所述的螺旋升降电梯，其特征在于：

所述驱动机构包括承载机构、控制部以及驱动部，所述承载机构与所述轿厢连接，所述控制部和所述驱动部分别安装在所述承载机构上，所述控制部控制所述驱动部在所述螺旋导轨上滚动。

3.根据权利要求2所述的螺旋升降电梯，其特征在于：

所述控制部为电机，所述驱动部为驱动轮或无动力承重轮。

4.根据权利要求3所述的螺旋升降电梯，其特征在于：

所述承载机构与所述轿厢通过轴承连接，所述轿厢与所述承载机构间可作相对旋转运动。

5.根据权利要求4所述的螺旋升降电梯，其特征在于：

所述螺旋升降电梯还包括可绕其轴线旋转的滑轮，所述对重通过绳带与所述轿厢连接，所述对重位于所述螺旋导轨的外部，所述绳带与所述滑轮的外壁配合。

6.根据权利要求5所述的螺旋升降电梯，其特征在于：

所述承载机构位于所述轿厢的上方，所述绳带与所述轿厢的上方连接。

7.据权利要求5所述的螺旋升降电梯，其特征在于：

所述承载机构位于所述轿厢的下方，所述绳带与所述轿厢的下方连接。

8.根据权利要求6或7所述的螺旋升降电梯，其特征在于：

所述驱动部的数量为两个，两个所述驱动部位于不同水平面上且关于所述轿厢的轴线形成中心对称。

9.根据权利要求8所述的螺旋升降电梯，其特征在于：

两个所述驱动部在轴向之间的距离为所述螺旋导轨的螺距的一半。

10.根据权利要求9所述的螺旋升降电梯，其特征在于：

所述螺旋导轨的截面为圆形、方形、角形、凹槽形中的一种。