CN109368440A - 齿轮自驱动电梯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮自驱动电梯，包括：轿厢，轿厢的顶部装设有承重横梁，承重横梁开设有两端贯通的容置腔；弹性补偿机构，弹性补偿机构装设于容置腔内；两个齿轮驱动装置，两个齿轮驱动装置均与弹性补偿机构连接并能够相互靠近或远离，且两个齿轮驱动装置分别布设于承重横梁的两端；及两个齿导轨，两个齿导轨分别布设于轿厢的相对两侧，且两个齿导轨分别与两个齿轮驱动装置一一对应啮合配合。由于弹性补偿机构的补偿能力，能够推动两个所述齿轮驱动装置相互远离移动，从而能够始终可靠的与两个齿导轨可靠啮合配合，避免发生脱齿的问题，消除了轿厢高空坠落的安全隐患。

Description

齿轮自驱动电梯

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，特别是涉及一种齿轮自驱动电梯。

背景技术

目前，常用的电梯主要采用曳引机牵引钢丝绳带动轿厢与对重在井道内垂直交叉运行。然而该类曳引驱动电梯的主要缺点为占用井道空间大、钢丝绳摩擦系数在不同工况时不均匀及易受油污影响而导致曳引力不稳定甚至失效、结构部件过多导致安装工艺复杂等。

鉴于此，市面上出现了一种用齿轮进行驱动的电梯。该类电梯由固定在轿顶框架上的驱动齿轮与安装在竖直井道两侧的齿轮路轨匹配啮合，并通过驱动电机的动力输出带动轿厢在竖直方向上运行。但其又随之带来了另一个问题：运行过程中，轨道会由于受力出现细微的往外形变，或者由于偏载而致使轿厢出现水平偏移，这些都极有可能导致齿轮与齿轮路轨脱离咬合，造成轿厢高空坠落的安全问题出现。

发明内容

基于此，有必要提供一种齿轮自驱动电梯，能够补偿因轨道变形或轿厢偏载造成的水平偏移，保证齿轮与齿导轨始终可靠啮合，消除轿厢高空坠落的安全隐患。

其技术方案如下：

一种齿轮自驱动电梯，其包括：

轿厢，所述轿厢的顶部装设有承重横梁，所述承重横梁开设有两端贯通的容置腔；

弹性补偿机构，所述弹性补偿机构装设于所述容置腔内；

两个齿轮驱动装置，两个所述齿轮驱动装置均与所述弹性补偿机构连接并能够相互靠近或远离，且两个所述齿轮驱动装置分别布设于所述承重横梁的两端；及

两个齿导轨，两个所述齿导轨分别布设于所述轿厢的相对两侧，且两个所述齿导轨分别与两个所述齿轮驱动装置一一对应啮合配合。

使用上述的齿轮自驱动电梯工作时，两个齿导轨对称安装在电梯井道的侧壁上，轿厢通过对重系统安装在井道空间内，并能够进行纵向升降运行。由于轿厢的顶部装设有承重横梁，并且在承重横梁的容置腔内安装了弹性补偿机构，与此同时将两个齿轮驱动装置均与弹性补偿机构连接牢固，使得两个齿轮驱动装置能够与两个齿导轨一一对应啮合配合。因而即便当电梯长时间运行，导致齿导轨发生形变或者因偏载而使轿厢往其中的某个齿导轨一侧偏移，而造成了两个齿导轨之间的间距实际上大于两个齿轮驱动装置的最大间距时，由于弹性补偿机构的补偿能力，能够推动两个所述齿轮驱动装置相互远离移动，从而能够始终可靠的与两个齿导轨啮合配合，避免发生脱齿的问题，进而消除轿厢高空坠落的安全隐患。

下面对本申请的技术方案作进一步地说明：

在其中一个实施例中，所述弹性补偿机构包括弹性件和两个承重杆，所述弹性件装设在所述容置腔内，其中一个所述承重杆的一端设置于所述容置腔内并与所述弹性件抵接，另一端伸出所述容置腔并与其中一个所述齿轮驱动装置连接；另一个所述承重杆的一端设置于所述容置腔内并与所述弹性件抵接，另一端伸出所述容置腔并与另一个所述齿轮驱动装置连接。

在其中一个实施例中，所述承重杆的外壁开设有沿所述弹性件的伸缩方向延伸设置的减磨导槽，所述容置腔的侧壁装设有减磨导轮，所述减磨导轮可滚动设置于所述减磨导槽内；或

所述容置腔的侧壁开设有沿所述弹性件的伸缩方向延伸设置的减磨导槽，所述承重杆的外壁装设有减磨导轮，所述减磨导轮可滚动设置于所述减磨导槽内。

在其中一个实施例中，还包括装设在所述轿厢的顶部的控制柜，所述齿轮驱动装置包括设置于所述承重杆上并与所述控制柜电性连接的驱动件、及与所述驱动件驱动连接的齿轮体，所述齿轮体包括齿轮圈，所述齿轮圈与所述齿导轨啮合。

在其中一个实施例中，所述驱动件为两个功率参数一致的内转子电机或者外转子电机。两个驱动电机的运转方向互为相反且同步控制。

在其中一个实施例中，所述齿轮驱动装置还包括制动器，所述制动器设置于所述承重杆上并与所述控制柜电性连接，所述齿轮体还包括与所述齿轮圈连接的制动盘，所述制动盘与所述制动器制动配合。

在其中一个实施例中，所述齿轮驱动装置还包括绝对值编码器，所述绝对值编码器设置于所述驱动件的旋转轴上。

在其中一个实施例中，还包括两个运行辅助装置，两个所述运行辅助装置分别一一对应的设置于两个所述承重杆上；所述运行辅助装置包括防脱压轮、防脱压块、防脱压簧和第一安装件，所述第一安装件设置于所述承重杆上，所述防脱压块的一端可转动地设置于所述承重杆上，防脱压块的另一端可移动设置于所述第一安装件上，所述防脱压轮可转动设置于所述防脱压块上，所述防脱压簧抵压设置于所述防脱压块与所述第一安装件之间；其中，所述防脱压簧的伸缩移动方向与所述弹性补偿机构的伸缩补偿方向平行相对。

在其中一个实施例中，所述运行辅助装置还包括导向压轮、导向压块、导向压簧和第二安装件，所述第二安装件设置于所述承重杆上，所述导向压块的一端可转动地设置于所述承重杆上，所述防脱压块的另一端可移动设置于所述第二安装件上，所述导向压轮可转动设置于所述导向压块上，所述导向压簧抵压设置于所述导向压块与所述第二安装件之间；其中，所述导向压簧的伸缩移动方向与所述弹性补偿机构的伸缩补偿方向垂直。

在其中一个实施例中，还包括两个轿底导向装置，两个所述轿底导向装置均装设在所述轿厢的底部、并分别一一对应的与两个所述齿导轨导向配合。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的齿轮自驱动电梯的结构示意图；

图2为图1所示结构中的弹性补偿机构与齿轮驱动装置的装配示意图；

图3为图2所示装置中的运行辅助装置的结构示意图。

附图标记说明：

100、轿厢，200、承重横梁，300、弹性补偿机构，310、弹性件，320、承重杆，400、齿轮驱动装置，410、驱动件，420、齿轮体，422、齿轮圈，424、制动盘，430、制动器，500、齿导轨，600、控制柜，700、运行辅助装置，710、防脱压轮，720、防脱压块，730、防脱压簧，740、第一安装件，750、导向压轮，760、导向压块，770、导向压簧，780、第二安装件，800、轿底导向装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1所示，为本申请展示的一种实施例的齿轮自驱动电梯，其包括：轿厢100，所述轿厢100的顶部装设有承重横梁200，即轿厢100通过承重横梁200实现与周边部件的连接，所述承重横梁200开设有两端贯通的容置腔；弹性补偿机构300，所述弹性补偿机构300装设于所述容置腔内；两个齿轮驱动装置400，两个所述齿轮驱动装置400均与所述弹性补偿机构300连接并能够相互靠近或远离，且两个所述齿轮驱动装置400分别布设于所述承重横梁200的两端；及两个齿导轨500，两个所述齿导轨500分别布设于所述轿厢100的相对两侧，且两个所述齿导轨500分别与两个所述齿轮驱动装置400一一对应啮合配合。

使用上述的齿轮自驱动电梯时，两个齿导轨500对称安装在电梯井道的侧壁上，轿厢100通过对重系统安装在井道空间内，并能够进行纵向升降运行。由于轿厢100的顶部装设有承重横梁200，并且在承重横梁200的容置腔内安装了弹性补偿机构300，与此同时将两个齿轮驱动装置400均与弹性补偿机构300连接牢固，使得两个齿轮驱动装置400能够与两个齿导轨500一一对应啮合配合。因而即便当电梯长时间运行，导致齿导轨500发生形变或者因偏载而使轿厢100往其中的某个齿导轨500一侧偏移，而造成了两个齿导轨500之间的间距实际上大于两个齿轮驱动装置400的最大间距时，由于弹性补偿机构300的补偿能力，能够推动两个所述齿轮驱动装置400相互远离移动，从而能够始终可靠的与两个齿导轨500啮合配合，避免发生脱齿的问题，进而消除轿厢100高空坠落的安全隐患。

可以理解的，上述的弹性补偿机构300可通过弹性力的反作用力，使齿轮驱动装置400具备横向位移能力，进而可以始终与齿导轨500啮合接触。也即可以适用在两个齿导轨500的纵向间距不均或轿厢100发生偏移的场合，使用性能大大提升。

该齿轮自驱动电梯的工作原理可理解为，依靠齿轮驱动装置400的旋转运动，并与齿导轨500啮合配合，从而可以转换为轿厢100沿齿导轨500的纵向延伸方向的竖直升降运动。

为了提升电梯运行安全性，在齿导轨500的上下两端部分别装设有限位开关，限位开关能够与轿厢100触发配合，如此可防止齿轮驱动装置400与齿导轨500滑脱或者轿厢100移动过度而撞到井道的顶部或底部。

请继续参阅图1和图2，在一可选实施例中，所述弹性补偿机构300包括弹性件310和两个承重杆320，所述弹性件310装设在所述容置腔内，其中一个所述承重杆320的一端设置于所述容置腔内并与所述弹性件310抵接，另一端伸出所述容置腔并与其中一个所述齿轮驱动装置400连接；另一个所述承重杆320的一端设置于所述容置腔内并与所述弹性件310抵接，另一端伸出所述容置腔并与另一个所述齿轮驱动装置400连接。具体地，弹性件310为弹簧，安装时弹簧处于压缩状态，因而通过弹性反作用力能够抵推两个承重杆320分别向两个齿导轨500的方向伸出，从而达到使齿轮驱动装置400与齿导轨500始终紧密啮合的目的。该弹性补偿机构300的结构组成简单，工作可靠，易于实施。

可以理解的，弹性补偿机构300应当不限于上述采用弹簧的实施手段。在其它实施例中也可以采用现有技术中的其它弹力补偿结构，只要是能够通过施加弹性力而使齿轮驱动装置400与齿导轨500啮合即可。

在进行补偿的过程中，承重杆320实际是与承重横梁200相对滑动的过程。考虑到轿厢100重量很大，齿轮驱动装置400与齿导轨500的啮合负载很大，因而会增加承重杆320与承重横梁200相对滑动的难度，也相应的对弹簧的材料和弹性性能提出了更高的要求。基于此，在进一步的实施方案中，所述承重杆320的外壁开设有沿所述弹性件310的伸缩方向延伸设置的减磨导槽(未示出)，所述容置腔的侧壁装设有减磨导轮(未示出)，所述减磨导轮可滚动设置于所述减磨导槽内；或

所述容置腔的侧壁开设有沿所述弹性件310的伸缩方向延伸设置的减磨导槽(未示出)，所述承重杆320的外壁装设有减磨导轮(未示出)，所述减磨导轮可滚动设置于所述减磨导槽内。这样，就可以有效较少承重杆320与承重横梁200的内壁的接触面积，并将滑动摩擦改变为滚动摩擦，大大降低的摩擦阻力的负面影响，使得承重杆320更容易与承重横梁200在弹力作用下发生相对移动，提升啮合可靠性。

请继续参阅图1和图2，另外，齿轮自驱动电梯还包括装设在所述轿厢100的顶部的控制柜600，所述齿轮驱动装置400包括设置于所述承重杆320上并与所述控制柜600电性连接的驱动件410、及与所述驱动件410驱动连接的齿轮体420，所述齿轮体420包括齿轮圈422，所述齿轮圈422与所述齿导轨500啮合。可选地，驱动件410为驱动电机，两个驱动电机的运转方向互为相反且同步控制。如此，控制柜600输出电信号驱控驱动电机旋转，该旋转驱动力可同步驱动齿轮圈422转动，通过齿轮圈422与齿导轨500的啮合，可将旋转动力有效转换为直线动力，使得轿厢100能够平稳、可靠进行纵向升降移动。

可以理解的，所述驱动件410为内转子电机或者外转子电机。在上述实施例中，驱动电机为内转子电机，其安装在承重杆320的端部的外侧，电机动力轴穿过承重杆320上的通孔与齿轮圈422连接。而作为可替换方案，驱动电机也可以是外转子电机。此时，驱动电机内置于齿轮圈422并一同布置在承重杆320的内部，其外转子连接齿轮圈422并传递旋转动力。

如图2所示，进一步地，所述齿轮驱动装置400还包括制动器430，所述制动器430设置于所述承重杆320上并与所述控制柜600电性连接，所述齿轮体420还包括与所述齿轮圈422连接的制动盘424，所述制动盘424与所述制动器430制动配合。控制柜600输出电控信号，制动器430能够快速响应释放/抓紧制动盘424，使轿厢100在平层或急停时能够精准、可靠止停在齿导轨500上。在本实施例中，两个承重杆320上均匀布置有可同步控制的四个制动器430。也即每个制动盘424对称配置两个制动器430，两个制动器430呈上下布置。且可选地，该制动器430为电磁线圈驱动的蝶式制动器430，电梯启动时给电磁线圈通电，制动器430开闸，齿轮驱动装置400带动轿厢100竖直运行；当轿厢100平层或急停时，断开电磁线圈电源，制动器430在弹簧力的反作用力下合闸夹紧制动盘424，从而保障轿厢100牢固的齿合停在齿导轨500上。

更进一步地，所述齿轮驱动装置400还包括绝对值编码器(未示出)，所述绝对值编码器设置于所述驱动件410的旋转轴上。通过驱动齿轮圈422与齿导轨500的齿合不滑动特性，可以实时检测轿厢100的绝对位置，进而实现准确的平层控制。两个绝对编码器的实时信号会在控制柜600中进行比较，确保两个驱动电机的旋转方向互为相反且同步控制。

请继续参阅图2和图3，在上述任一实施例的基础上，齿轮自驱动电机还包括两个运行辅助装置700，两个所述运行辅助装置700分别一一对应的设置于两个所述承重杆320上；所述运行辅助装置700包括防脱压轮710、防脱压块720、防脱压簧730和第一安装件740，所述第一安装件740设置于所述承重杆320上，所述防脱压块720的一端可转动设置于所述承重杆320上，所述防脱压块720的另一端可移动设置于所述第一安装件740上，所述防脱压轮710可转动设置于所述防脱压块720上，所述防脱压簧730抵压设置于所述防脱压块720的另一端与所述第一安装件740之间；其中，所述防脱压簧730的伸缩移动方向与所述弹性补偿机构300的伸缩补偿方向平行相对。为保证电梯轿厢100的升降支撑结构的可靠性，齿导轨500可选采用工字型结构钢，该工字型结构钢焊接或者锚固在井道壁上。齿导轨500上设置有齿带的一面面向轿厢100。安装时，防脱压块720通过第一安装件740固定在承重杆320的末端，其中第一安装件740为螺栓，防脱弹簧套装在螺栓的螺杆上并抵压在防脱压块720与螺母头之间。此时防脱弹簧的伸缩方向与弹性补偿机构300中的弹簧的伸缩方向平行且相对。如此，防脱压轮710便可以在防脱弹簧的作用力下紧紧压接在工字钢的槽壁上，即施加压力在齿带的反面，进而能够将工字钢向齿轮圈422的方向挤推，进一步提高齿轮圈422与齿导轨500的啮合可靠性，有效杜绝脱齿的问题发生。

请继续参阅图3，进一步地，所述运行辅助装置700还包括导向压轮750、导向压块760、导向压簧770和第二安装件780，所述第二安装件780的一端设置于所述承重杆320上，所述导向压块760的一端可转动地设置于所述承重杆320上，所述导向压块760的另一端可移动设置于所述第二安装件780的另一端上，所述导向压轮750可转动设置于所述导向压块760上，所述导向压簧770抵压设置于所述导向压块760与所述第二安装件780的另一端之间；其中，所述导向压簧770的伸缩移动方向与所述弹性补偿机构300的伸缩补偿方向垂直。因而，在导向压簧770的反作用力下，导向压轮750与工字钢的槽底面紧密压接，进而能够对齿轮驱动装置400实现水平方向的导向及限位，保证不会横向滑出齿导轨500。而在导向压轮750与防脱压轮710的协同配合下，可使轿厢100沿着工字钢的齿带在竖直方向平稳运行。

如图1所示，此外，在上述任一实施例的基础上，齿轮自驱动电机还包括两个轿底导向装置800，两个所述轿底导向装置800均装设在所述轿厢100的底部、并分别一一对应的与两个所述齿导轨500导向配合。其中，轿底导向装置800具有与运行辅助装置700相同的结构，在此不再赘述。即其同样具有限位防脱和移动导向的功能，使得轿厢100在沿齿导轨500移动过程中底部不会发生偏摆和振动，使得轿厢100的运行更加平稳，利于提升乘坐舒适性与体验感。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种齿轮自驱动电梯，其特征在于，包括：

轿厢，所述轿厢的顶部装设有承重横梁，所述承重横梁开设有两端贯通的容置腔；

弹性补偿机构，所述弹性补偿机构装设于所述容置腔内；

两个齿轮驱动装置，两个所述齿轮驱动装置均与所述弹性补偿机构连接并能够相互靠近或远离，且两个所述齿轮驱动装置分别布设于所述承重横梁的两端；及

两个齿导轨，两个所述齿导轨分别布设于所述轿厢的相对两侧，且两个所述齿导轨分别与两个所述齿轮驱动装置一一对应啮合配合。

2.根据权利要求1所述的齿轮自驱动电梯，其特征在于，所述弹性补偿机构包括弹性件和两个承重杆，所述弹性件装设在所述容置腔内，其中一个所述承重杆的一端设置于所述容置腔内并与所述弹性件抵接，另一端伸出所述容置腔并与其中一个所述齿轮驱动装置连接；另一个所述承重杆的一端设置于所述容置腔内并与所述弹性件抵接，另一端伸出所述容置腔并与另一个所述齿轮驱动装置连接。

3.根据权利要求2所述的齿轮自驱动电梯，其特征在于，所述承重杆的外壁开设有沿所述弹性件的伸缩方向延伸设置的减磨导槽，所述容置腔的侧壁装设有减磨导轮，所述减磨导轮可滚动设置于所述减磨导槽内；或

所述容置腔的侧壁开设有沿所述弹性件的伸缩方向延伸设置的减磨导槽，所述承重杆的外壁装设有减磨导轮，所述减磨导轮可滚动设置于所述减磨导槽内。

4.根据权利要求2所述的齿轮自驱动电梯，其特征在于，还包括装设在所述轿厢的顶部的控制柜，所述齿轮驱动装置包括设置于所述承重杆上并与所述控制柜电性连接的驱动件、及与所述驱动件驱动连接的齿轮体，所述齿轮体包括齿轮圈，所述齿轮圈与所述齿导轨啮合。

5.根据权利要求4所述的齿轮自驱动电梯，其特征在于，所述驱动件为内转子电机或者外转子电机。

6.根据权利要求4所述的齿轮自驱动电梯，其特征在于，所述齿轮驱动装置还包括制动器，所述制动器设置于所述承重杆上并与所述控制柜电性连接，所述齿轮体还包括与所述齿轮圈连接的制动盘，所述制动盘与所述制动器制动配合。

7.根据权利要求4所述的齿轮自驱动电梯，其特征在于，所述齿轮驱动装置还包括绝对值编码器，所述绝对值编码器设置于所述驱动件的旋转轴上。

8.根据权利要求2至7任一项所述的齿轮自驱动电梯，其特征在于，还包括两个运行辅助装置，两个所述运行辅助装置分别一一对应的设置于两个所述承重杆上；所述运行辅助装置包括防脱压轮、防脱压块、防脱压簧和第一安装件，所述第一安装件设置于所述承重杆上，所述防脱压块的一端可转动地设置于所述承重杆上，防脱压块的另一端可移动设置于所述第一安装件上，所述防脱压轮可转动设置于所述防脱压块上，所述防脱压簧抵压设置于所述防脱压块与所述第一安装件之间；其中，所述防脱压簧的伸缩移动方向与所述弹性补偿机构的伸缩补偿方向平行相对。

9.根据权利要求8所述的齿轮自驱动电梯，其特征在于，所述运行辅助装置还包括导向压轮、导向压块、导向压簧和第二安装件，所述第二安装件设置于所述承重杆上，所述导向压块的一端可转动地设置于所述承重杆上，所述防脱压块的另一端可移动设置于所述第二安装件上，所述导向压轮可转动设置于所述导向压块上，所述导向压簧抵压设置于所述导向压块与所述第二安装件之间；其中，所述导向压簧的伸缩移动方向与所述弹性补偿机构的伸缩补偿方向垂直。

10.根据权利要求1所述的齿轮自驱动电梯，其特征在于，还包括两个轿底导向装置，两个所述轿底导向装置均装设在所述轿厢的底部、并分别一一对应的与两个所述齿导轨导向配合。