CN110654959A - 一种家用平台电梯的动力传动结构 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种家用平台电梯的动力传动结构，与驱动电机和驱动螺母均相接联动，特别该动力传动结构包括传动带、第一带轮和偏置轴组件，其中第一带轮键接于驱动电机输出轴同轴跟转，偏置轴组件基于偏置底板一体装接有轴承座、偏置轴、编码器和第二带轮，偏置轴、驱动电机输出轴分布于驱动螺母的两侧且均轴向平行，传动带套接于第一带轮和第二带轮闭环转动且传动带压靠于驱动螺母轴向中心对称的两侧传递动力。应用本发明的动力传动结构，通过增设偏置轴组件在保障动力传动的前提下改善了传动带面向驱动螺母的压靠位置，完全消除了导致驱动螺母轴向歪斜的外力，有利于延长驱动螺母使用寿命和维保周期，并且改善电梯运行噪音和体感。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺杆螺母驱动的家用平台电梯，尤其涉及一种家用平台电梯的动力传动结构改良，属于机电应用技术领域。
背景技术
随着城市化建设的推进，人们生活水平和建筑技术上的不断提高，各种高度的建筑层出不穷地出现在了人们的周围。有高耸入云的摩天大楼，有占地面广的各种商业、交通枢纽的大楼，有不同层数、层高区分的住宅、办公楼宇等，无论在外观上还是内部装饰上，为人们带来了社会发展欣欣向荣的生活感受。在众多的房屋建筑中，别墅、敬老院乃至地铁、医院等特殊通道中，为了解决老年人或腿脚提前失灵人士上下楼不便的问题，常常需要用到相对小型的家用电梯。
目前家用电梯主要以曳引驱动，液压驱动及螺杆螺母驱动等几种形式。虽然曳引驱动电梯占据市场主导，但曳引电梯一般需要对重块来平衡轿厢重量，井道内需要额外布置轿厢导轨，对重导轨和对重铁，使得轿厢利用率较低。由此，对于楼层相对较少的开间别墅，螺杆螺母驱动电梯的实用性更强。
随着螺杆螺母驱动电梯的日渐普及，应用中所接报的故障也日渐增多，且经分类归纳总结发现，由于驱动电机的偏置，传统的单边传动设计，传动带对螺母的张紧力（径向）是仅偏向一侧的，驱动螺母与螺杆在径向平面内的接触压力失衡，久而久之易于使得驱动螺母发生不可逆且不断严重的磨损和轴向偏斜，造成电梯运行噪声变大且维保周期较短。
发明内容
本发明的目的旨在提出一种家用平台电梯的动力传动结构，在高效率传递动力驱动电梯升降运行的同时保障驱动螺母的轴向稳定性、延长维保周期。
本发明实现上述目的的技术解决方案是，一种家用平台电梯的动力传动结构，与驱动电机和驱动螺母均相接联动，其中所述驱动电机基于电梯驱动框架定位装接，所述驱动螺母套接于螺杆受控转动，其特征在于：所述动力传动结构包括传动带、第一带轮和偏置轴组件，其中第一带轮键接于驱动电机输出轴同轴跟转，所述偏置轴组件基于偏置底板一体装接有轴承座、偏置轴、编码器和第二带轮，所述偏置轴、驱动电机输出轴分布于驱动螺母的两侧且均轴向平行，所述传动带套接于第一带轮和第二带轮闭环转动且传动带压靠于驱动螺母轴向中心对称的两侧传递动力。
上述家用平台电梯的动力传动结构，进一步地，偏置轴组件中所述偏置底板及其中一体装接的轴承座与电梯驱动框架相接固定，所述偏置轴穿接于轴承座内所设一对高度向分布的滚珠轴承中轴向定位，第二带轮键接于偏置轴顶部同轴跟转，且编码器套接于偏置轴底部跟踪转速。
上述家用平台电梯的动力传动结构，更进一步地，所述编码器的外壳通过S形弹簧片相接至电梯驱动框架径向止转，且具有顺应偏置轴轴向偏摆抖动的柔性跟踪空间。
上述家用平台电梯的动力传动结构，进一步地，所述驱动螺母基于驱动底板与电梯驱动框架装接成一体，且驱动底板装接有一套以上匹配靠接传动带的张紧轮组件，所述传动带在驱动螺母面向偏置轴的一侧、面向驱动电机输出轴的一侧或面向两轴的侧向朝三轴共面压靠聚拢。
上述家用平台电梯的动力传动结构，更进一步地，所述张紧轮组件两套成一对分设于驱动螺母任一侧向的传动带外侧，每个张紧轮组件中张紧轴与张紧外轮之间设有调心球轴承。
上述家用平台电梯的动力传动结构，进一步地，所述传动带为内侧面具有若干条长度向延伸槽的多楔带，且第一带轮、第二带轮和驱动螺母的周向外表设为与传动带匹配啮合的多楔带轮。
上述家用平台电梯的动力传动结构，进一步地，所述驱动螺母顶侧设有释放、施加径向制动力的制动器，且驱动螺母制动状态下所述偏置轴组件、驱动电机输出轴、第一带轮和传动带均止动。
上述家用平台电梯的动力传动结构，更进一步地，所述制动器基于制动底板装接设有制动本体和内接的电磁线圈、弹簧、带摩擦片的制动盘，所述制动盘的内环面设为内花键，且制动盘通过与内花键相配接的外花键套管、十字滑块和驱动螺母传动相接并同步转动，电磁线圈得电状态下克服弹簧力，制动盘浮空于制动底板并与驱动螺母自由跟转；电磁线圈失电状态下弹簧张紧，制动盘与制动底板接触摩擦止动。
上述家用平台电梯的动力传动结构，再进一步地，所述十字滑块与外花键套管的连接处留有能径向位移、补偿轴向倾斜的空隙。
应用本发明的动力传动结构，具备突出的实质性特点和显著的进步性：该设计通过增设偏置轴组件在保障动力传动的前提下改善了传动带面向驱动螺母的压靠位置，完全消除了导致驱动螺母轴向歪斜的外力，有利于提高驱动螺母与螺杆的配合精度、减少磨损而延长驱动螺母使用寿命和维保周期，并且改善电梯运行噪音和体感。
附图说明
图1是本发明家用平台电梯的动力传动一视角的立体结构示意图。
图2是本发明家用平台电梯的动力传动另一视角的立体结构示意图。
图3是本发明动力传动结构的竖直向轴剖示意图。
图4是本发明动力传动结构的水平向剖视示意图。
图5是本发明动力传动结构中张紧轮组件的轴剖示意图。
具体实施方式
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。
本发明设计者针对现有家用电梯实用体感上的不足，尤其是独户别墅使用的家用平台电梯由于动力传动结构不合理，造成驱动螺母磨损速率过快、电梯运行噪声明显，需要经常性维保。对此经过结构改良，创新提出了一种家用平台电梯的动力传动结构，一方面维持自驱动电机至驱动螺母较高的动力传动效率，另一方面使得驱动螺母保持准直并与螺杆共轴，以消除恶化性的螺纹异常磨损和由此产生的噪音。
结合图1、图2、图3和图4所示从本发明优选实施的结构概述来看，该种家用平台电梯的动力传动结构，与驱动电机1和驱动螺母2均相接联动，其中驱动电机1基于电梯驱动框架（此类电梯的常规必要结构，未图示）定位装接，而驱动螺母2套接于螺杆3之上受动力传动而转动。该动力传动结构的概述特征为：其结构组成主要包括传动带41、第一带轮42和偏置轴组件43三部分，其中上述第一带轮42键接于驱动电机1输出轴同轴跟转；上述偏置轴组件43的构成概述为基于偏置底板82一体装接有轴承座431、偏置轴433、编码器435和第二带轮434。作为区别传统结构的主要特点，上述偏置轴433、驱动电机输出轴分布于驱动螺母2的两侧且均轴向平行，而传动带41套接于第一带轮42和第二带轮434闭环转动且传动带41压靠于驱动螺母2轴向中心对称的两侧传递动力。该传动带的绕接效果如图4特写所示，设偏置轴与驱动电机输出轴分设于驱动螺母左右两侧，则绕接后的传动带对驱动螺母的压靠区域为前后两侧的弧段。由于传动带全长度向各点的张紧力均匀，因此较之于传统单边传动带传动，本发明该动力传动结构的传动带非但对驱动螺母的压靠效果翻倍，更利于动力传递，而且能够使得致驱动螺母轴向歪斜的外力前后向相对抵消。可见，该动力传动结构的改良，有效克服了传统动力传动方式对驱动螺母的侧向牵扯力，从根本上提高了驱动螺母接受驱动力轴向自转的稳定性。
从更进一步细化特征来看，首先上述偏置轴组件中偏置底板82（简化图示）及其中一体装接的轴承座的主要作用是轴向定位该偏置轴，从而稳定传动带的动力传动效果。因此，该偏置底板与轴承座均与电梯驱动框架相接，即与驱动电机等效固定。其中该偏置轴433穿接于轴承座431内所设一对高度向分布的滚珠轴承432中轴向定位，第二带轮434键接于偏置轴433顶部同轴跟转，并与驱动螺母另侧的第一带轮相对应提供传动带闭环支撑，从而得以解放驱动螺母的支撑作用。
为完善该偏置轴组件的功能性，例如实时监测传动带的转速，并深度感测传动带打滑或断裂，该偏置轴组件选配设有编码器并套接于偏置轴底部跟踪转速。出于编码器的工作原理，需要保障其本体不发生转动，而内部转速检测则通过橡皮圈或硅胶管套接偏置轴测得。可选的编码器为长春禹衡的ZKT-D00，或宜科电子的EB100P等。
通常动力传动过程中，上述偏置轴虽然理论上达到了轴向定位及轴向保持，但一定程度上存在偏摆抖动的趋向性势能，编码器外壳除需要不发生跟转外，还需要具备相顺应极细微的柔性跟踪空间，即吸收上述趋向性势能的能力。因此编码器应避免直接硬性装接于电梯驱动框架上，图示优选实施例中，该编码器的外壳通过S形弹簧片83相接至电梯驱动框架。
再者上述驱动螺母2基于驱动底板81与电梯驱动框架装接成一体，且为了提高传动带动力传动的能效，该驱动底板81底侧可自定义装接设有一套以上匹配靠接传动带的张紧轮组件（以下图示说明简称组件），由此实现传动带在驱动螺母面向偏置轴的一侧、面向驱动电机输出轴的一侧或面向两轴的侧向朝三轴共面压靠聚拢。一方面提升传动带的张紧程度，另一方面也要确保传动带压靠至驱动螺母两侧的施力一致。为此，图示实施例中为采用四套张紧轮组件且两套成一对地分设于驱动螺母两侧向的传动带外侧，即组件44a与组件44b成一对设于面向偏置轴的一侧向，组件44c与组件44d成一对设于面向驱动电机输出轴的一侧向，且两侧传动带的绕接形状均为以驱动螺母为底的葫芦形。
作为进一步的优化设计，如图5所示的每个张紧轮组件44中张紧轴441与张紧外轮442之间设有调心球轴承443。籍由该调心球轴承保障张紧外轮轴向上始终与螺杆、驱动螺母的轴向平行，从而优化传动带面向主驱动螺母的传动性能。
此外，上述传动带为内侧面具有若干条长度向延伸槽的多楔带（未具体图示），且第一带轮、第二带轮和驱动螺母的周向外表设为与传动带匹配啮合的多楔带轮。这里优选多楔带和多楔带轮的传动组件，一方面在足够张紧强度的匹配啮合下，面向各个带轮、驱动螺母的传递动力与齿槽条数成正比加成，故传动能效得以可靠保障；另一方面能避免常用同步带（齿和齿槽均为宽度向设置）因张紧拉伸而在带轮、驱动螺母处发生错齿，影响啮合传动并缩短传动部件使用寿命。
另一方面来看，上述驱动螺母2顶侧设有释放、施加径向制动力的制动器5，且驱动螺母制动状态下上述偏置轴组件43、驱动电机1输出轴、第一带轮42和传动带41均止动。由此在完善动力传动的同时，也赋予了电梯发生系统故障或失电状态下的整体联动锁止。
上述实现制动的具体细化结构包括；该制动器5基于制动底板84装接设有制动本体和内接的电磁线圈52、弹簧53、带摩擦片的制动盘51，制动盘的内环面设为内花键，且制动盘通过与内花键相配接的外花键套管61、十字滑块62和驱动螺母2传动相接并同步转动。参考图示，该制动盘51为空心的套管与盘面一体成型的结构件，而套管内壁设有内花键，盘面的底面一体成型有高阻的摩擦面（可参考车辆刹车制动盘）。该电磁线圈52和弹簧53分别内嵌定位于制动本体之中，电磁线圈外接线路且为唯一电控部分，用于得电情况下产生强磁场、在失电情况下磁场自动消散；而弹簧顶端定位挂接、底端与制动盘的盘面相接，组装完成状态下弹簧具有将制动盘向远离制动本体的顶推张力。该外花键套管61也为中空的套管，其结构特征主要包括以下两部分：一方面上部外壁设有外花键，可以穿接于制动盘中并与所设内花键分别配合；另一方面下部与十字滑块的顶部凸肋相接配合。该十字滑块62同理于上述外花键套管，作为承上启下的传动部件与外花键套管和驱动螺母分别相接。在电梯整体装配完成后该制动器整体套接于螺杆，电磁线圈得电状态下克服弹簧力，吸引制动盘浮空于制动底板并与驱动螺母自由跟转；电磁线圈失电状态下弹簧张紧，制动盘与制动底板接触摩擦止动。实际应用情况下，该制动盘受电磁线圈和弹簧的牵引作用仅具有视觉可辨下0.5mm以内的位移幅度，但所实现的制动效果满足理想可期。
当然，电梯平台在实用中常会发生荷载偏向而使得平台底板发生水平倾斜，为保持驱动螺母与螺杆能保持良好的相接配合状态，上述十字滑块与外花键套管的连接处还留有能径向位移、补偿轴向倾斜的空隙，消除通过制动器向驱动螺母传递偏轴外力的几率。
综上关于本发明动力传动结构的方案介绍及实施例详述可见，其具备突出的实质性特点和显著的进步性：该设计通过增设偏置轴组件在保障动力传动的前提下改善了传动带面向驱动螺母的压靠位置，完全消除了致驱动螺母轴向歪斜的外力，有利于提高驱动螺母与螺杆的配合精度、减少磨损而延长驱动螺母使用寿命和维保周期，并且改善电梯运行噪音和体感。
除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种家用平台电梯的动力传动结构，与驱动电机和驱动螺母均相接联动，其中所述驱动电机基于电梯驱动框架定位装接，所述驱动螺母套接于螺杆受控转动，其特征在于：所述动力传动结构包括传动带、第一带轮和偏置轴组件，其中第一带轮键接于驱动电机输出轴同轴跟转，所述偏置轴组件基于偏置底板一体装接有轴承座、偏置轴、编码器和第二带轮，所述偏置轴、驱动电机输出轴分布于驱动螺母的两侧且均轴向平行，所述传动带套接于第一带轮和第二带轮闭环转动且传动带压靠于驱动螺母轴向中心对称的两侧传递动力。
2.根据权利要求1所述家用平台电梯的动力传动结构，其特征在于：偏置轴组件中所述偏置底板及其中一体装接的轴承座与电梯驱动框架相接固定，所述偏置轴穿接于轴承座内所设一对高度向分布的滚珠轴承中轴向定位，第二带轮键接于偏置轴顶部同轴跟转，且编码器套接于偏置轴底部跟踪转速。
3.根据权利要求2所述家用平台电梯的动力传动结构，其特征在于：所述编码器的外壳通过S形弹簧片相接至电梯驱动框架径向止转，且具有顺应偏置轴轴向偏摆抖动的柔性跟踪空间。
4.根据权利要求1所述家用平台电梯的动力传动结构，其特征在于：所述驱动螺母基于驱动底板与电梯驱动框架装接成一体，且驱动底板装接有一套以上匹配靠接传动带的张紧轮组件，所述传动带在驱动螺母面向偏置轴的一侧、面向驱动电机输出轴的一侧或面向两轴的侧向朝三轴共面压靠聚拢。
5.根据权利要求4所述家用平台电梯的动力传动结构，其特征在于：所述张紧轮组件两套成一对分设于驱动螺母任一侧向的传动带外侧，每个张紧轮组件中张紧轴与张紧外轮之间设有调心球轴承。
6.根据权利要求1所述家用平台电梯的动力传动结构，其特征在于：所述传动带为内侧面具有若干条长度向延伸槽的多楔带，且第一带轮、第二带轮和驱动螺母的周向外表设为与传动带匹配啮合的多楔带轮。
7.根据权利要求1所述家用平台电梯的动力传动结构，其特征在于：所述驱动螺母顶侧设有释放、施加径向制动力的制动器，且驱动螺母制动状态下所述偏置轴组件、驱动电机输出轴、第一带轮和传动带均止动。
8.根据权利要求7所述家用平台电梯的动力传动结构，其特征在于：所述制动器基于制动底板装接设有制动本体和内接的电磁线圈、弹簧、带摩擦片的制动盘，所述制动盘的内环面设为内花键，且制动盘通过与内花键相配接的外花键套管、十字滑块和驱动螺母传动相接并同步转动，电磁线圈得电状态下克服弹簧力，制动盘浮空于制动底板并与驱动螺母自由跟转；电磁线圈失电状态下弹簧张紧，制动盘与制动底板接触摩擦止动。
9.根据权利要求8所述家用平台电梯的动力传动结构，其特征在于：所述十字滑块与外花键套管的连接处留有能径向位移、补偿轴向倾斜的空隙。
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